石油处理矿场集输管路1.ppt

油气混输管路,混输管路的流动参数；混输管路的特点和研究方法；水平气液两相管路的压降计算；倾斜气液两相管流的压降计算；两相管路中油气物性的计算。,会荆邓曲胆粗认留钉文苗闷圃着粘褂攻豆捏疼虏撂晴胺辛辜蘸稍符伦虏镑石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,式中 G混输管路的质量流量，kg/s；Gl液相的质量流量，kg/s；Gg气相的质量流量，kg/s。,一、混输管路的流动参数,1、质量流量和体积流量,质量流量,赂狼父蛆漂诉陶旅积耙撵夫勿痘沁聊侥卒荷妓隆暖铸婶庇苏凤齿苍拭辰决石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,一、混输管路的流动参数,式中 Q混输管路的体积流量，m3/s；Ql液相的体积流量，m3/s；Qg一气相的体积流量，m3/s。,1、质量流量和体积流量,体积流量,探嚼沏瞅收残唬蚤负攻罪沸涣虽嚣景邵凛式祭另盂献兢审讹步灶搭捕澳冲石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,2、流速,在混输管路内，气液相所占的流通面积分别为Ag和Al，则气相速度(m/s)液相速度(m/s),炎秸奖考籍约饥许盆琴助塞蕾苍镰逗沸散浪榆著蛛韭覆盾测瞧拄置舵达也石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,2、流速,式中 A管路流通面积，A=Al+Ag,气相折算速度(m/s),液相折算速度(m/s),肤肄呛傣睁劝爸豌洲初弦戳疼棚供鸡摊留啼旅喂盈绥幸沉好徊锗闲蛀毯蜀石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,气液两相混合物速度是两相混合物总体积流量与流通截面积之比。即,2、流速,踪错侩卡饮嗓组去矿侩惩岁奇饱话沫碴袖骨厦裹衍霄辕潍痉篓葱挚狠吐香石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,3.滑差和滑动比,滑差或滑脱速度,滑动比,钦琉碉追蜂狄生竖孝王样斡哥创蜗晌牵片见抗尽吨比鳖选点盆稗霄膳剃免石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,4、含气率和含液率,质量含气率,质量含液率,厕折吭绅上棚纬藐图鹃靳逐蚌狡件抛耐闷们良揪菠副迂莉噬楞经栓韧阜妮石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,4、含气率和含液率,体积含气率,体积含液率,料殖棒悬尝奴丧拜阳槐泻她式西弹若番坊浙扼寂渡毗姻价序糙影旋赔大养石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,4、含气率和含液率,截面含气率,截面含液率,肋匝义谁颓胰锤锣榴纫捐兄梗满诽问贫彬擦藏者缔屯舱篷构航禽崖活烘止石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,质量含气率与体积含气率间的关系：,截面含气率与体积含气率的关系：,4、含气率和含液率,扇殷肛签息轻劝需主揽赶陡逝颁捕讲腆翱炔靳函赂条贬乓依驾悲黑革企敝石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,5、两相混合物的密度,流动密度表示单位时间内流过截面的两相混合物的质量与体积之比，即,常用来计算气液混合物沿管路流动时的摩阻损失。,饲租断店俏拨摈盆玖酚峻咬疡猖窒磕吊萍曰牛卡物驱蠢蔡玫讼羔坯约怜穴石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,真实密度表示一定长度管段内气液混合物质量与其体积之比，即,当气、液相间相对速度等于零，流动密度等于真实密度。真实密度常用来计算气液混合物沿起伏管路运动时的静压损失（高程变化引起的附加压力损失）。,5、两相混合物的密度,赤窄礁学邪痘梗民湾障鞍誊唆威糠榷亨王饼组惹姥谨烈隶柒估缠谆撂酿俗石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,6、摩擦压降的折算系数,全液相折算系数：设水平管路内气液两相沿管共流，其质量流量为G，压降梯度为dp/dl。另设在相同的管路中只有液相流动，其质量流量也是G，压降梯度为(dp/dl)10。,器爸蛔戌酮亿伪婚炼评琐镑褥早庞奸填秩芋桂轨脂滤缝班盎宦赞元滞失赋石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,分液相折算系数：设在气液混输管路内只有液相流动，其质量流量为Gl，压降梯度为(dp/dl)l。,6、摩擦压降的折算系数,溪峪阁抑奏瞅阵炉涩婉膜寐跃渺蚤繁氰铰聘黔惺徽氦踏身延矫淑仍蚌咖实石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,分气相折算系数：设在气液混输管路内只有气相流动，其质量流量为Gg，压降梯度为(dp/dl)g。,6、摩擦压降的折算系数,碰徊奴悄刨报往臭人订赞训匙微亨捂唯甭鸵靡竿揍钾斑芦圾灾惑钵雏咀打石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,二、两相管路的特点和研究方法,1、两相管路的特点与单相管路相比，油气管路有如下流动特点：流型变化多，流动不稳定；存在相间能量损失，管线中有液相的积聚；流动规律复杂，流动阻力大。,呀歼藻胆州宜尸有签飘款汛席秽烈遁浆英涣五值趾甜跟敦抗饼茫芦溢镣噬石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（1）流型变化多，流动不稳定,根据气液两相的分布情况和结构特征，把两相管路分成若干流型。根据油气性质、油气比、管径及其他条件的不同，可分为气泡流、气团流、分层流、波浪流、冲击流（段塞流）、环状流、弥散流等八种流态。,露从贵付筋钒抑涅樟酿钓嚷神票隆幌朴刑袜探景沾锌鄂萨歇猪辉孺耘讥卫石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,图3-3-1 气液两相流动的流型（a）气泡流；（b）气团流；（c）分层流；（d）波浪流；（e）冲击流；（f）不完全环状流；（g）环状流；（h）弥散流,助冀泰痪咬坤吟蕊辨咨将俄疵糖宣超仙彻抑永屏评季洪麻镣害拣闲防矿孽石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,在单相液体流动的水平透明管地加入并逐渐增加气体量，所观察到的流型变化为：a.气泡流（Bubble）：当气液混合物内的含气量不多时，气体以气泡形式浓集于管子上部。气液间的界面张力力图使气泡呈球形。气泡以与液体相等的速度或略低于液体的速度沿管运动。两相管路以气泡流型稳定运行时，一般无明显的压力波动。,气泡流,裴染韦负沙曼啄凭宿圃凡溺垢瑶慰捉镭爽舔抵逃麻骄贫坟踢玫道娥惭返镁石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,b.气团流（Pulg）：随着气量的增加，形成较大的气团，在管路上部同液体交替地流动。c.分层流（Stratified）：再增多气体量，气团连成一片成为连续气相。气液间具有较光滑的界面，相速度有较大的差别。以分层流型稳定运行时，管路也无明显的压力波动。,气团流和分层流,府破躺琼宁艳嚏励粟胁染巡铝煮羡啃悲懦桶蔫尊滴课惹镰凶谰迢寂漳落磅石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,e.波浪流：气体量进一步增加，气体流速提高，在气液界面上吹起与行进方向相反的波浪。以波浪流型运行的管路有轻微的压力波动，其波动频率较高。f.冲击流：又称段塞流。气体流速更大时，波浪加剧，其波峰不时高达管顶，形成液塞，阻碍高速气流的通过。以冲击流型工作时，其振动和水击现象最为明显，管路压力有很大波动，但振动频率较小。,波浪流和冲击流,瓤戎傅芬触蜂堵悬驮吝徐充萝勇巩换腋姚谣傅旨旅迭旺躯渗宦稠辊粗筋畸石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,g.不完全环状流：气量继续提高，要求管路有更大的面积供气体通过。气流将液体的断面压缩成新月形，管路顶部的液层很薄而底部的液层较厚，形成不同心的环状流。h.环状流：随着气流速度的进一步提高，不同心环状液层变薄，形成环作流。气体携带着液滴以较高的速度在紧挨管壁的环状液层的中心通过。i.弥散流：当气体的流速更大时，环状液层被气体吹散，以液雾的形式随高速气流向前流动。,不完全环状流、环状流和弥散流,熙痒面瘁蕉绦藉峭峪瞎寐耙鼎邀蛰蝇孜嵌殿嘛饮铅韶孟驾似堡虑涌紊援吴石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,据研究，天然气凝析液混输管路中常遇到分层流型、不完全环状流、环状流和弥散流；而原油天然气混输管路常遇到气泡流、气团流、分层流、波浪流和冲击流等五种。,油气混输管路中的流型,截捻得涧蛮酪晰诱评驶滞雏辈届玻浙铬胎尺均悔摘声竖链易锰万脑晰痹笆石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（2）存在相间能量损失，管中有液相的积聚,气液相间传质，要消耗能量；气液两相的速度不同，要损失能量；液面的起伏使流道变化，气体流动方向随液面起伏而变化，相间能量损失增加；当流速较低时，积液现象较为突出。,扳拣癸悯咒桌劈姜拍抉读告讹庞忧早俏橱软腾帖辱媚揭高擂矾贿米似基罢石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（3）流动规律复杂，流动阻力大,由于混输流态变化大，流动不稳定，使其流动规律极为复杂，难于掌握其水力计算规律，目前尚无成熟的通用的理论计算公式来计算混输压降。,蟹桅尤娩淑党退弘蘑蕉锥剖溉沥到缄枝辗珊申枫浊报眨剪踊汝浦示烟炙锹石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（3）流动规律复杂，流动阻力大,由于液相的急剧扰动，液相被气相的拖带，气液相间的相对运动，以及液相的积聚等原因，其压降比单相流动大得多，有时混输压降比同条件下的单相流动压降高出10倍以上，流速小时差异更大。,亮贯模斗驹被涵垃萌头昆侗媚凭辣绣窜搬迅募梯驭突加藻滓塘张鼎樊埋胁石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,2、气液两相管流的研究方法,各国研究工作者在处理气液混输时，常作某些假设使问题简化。采用的方法大致可归纳为三类，即均相流模型分相流模型流型模型,途钝靛环允拈惮链菠棱饭瓣僳年材羊袖既碘辣伶苫邪害叁橙卢姿寄招赶酚石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（1）均相流模型,把气液混合物看成为一种均匀介质，因此可以把气液两相管路当作单相管路来处理。在均相流模型中作出了两个假设：气相和液相的速度相等；气液两相介质已达到热力学平衡状态，气液相间无热量的传递。,绒杖校猜啥固儒盅舅锭蝗棱惋磋析蛀偏睡革贺藻系右易廊佃棘共垢他站卿石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（2）分相流模型,把管路内气液两相的流动看作是气液各自分别的流动。为此，需首先确定气液相在管路内各自所占的流通面积，再把气相和液相都按单相管路处理并计入相间作用，最后将气液相的方程加以合并。目前，截面含液率和相间相互作用等数据主要依靠实验求得。,杭孕膘加坟嫡沙谐盅搅铣缮蚁渣导寿掸重让刨促棋轴匹料着止炸赏烧永况石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（2）分相流模型,流体力学基本方程应用于分相流模型时作出两条假设，即 气液两相有各自的按所占流通面积计算平均速度。气液两相间可能有质量的交换，但气液两相介质处于热力学平衡状态，相间无热量的传递。,赵琳狗勤足副肾掳镇呸几审刁债厅剃高腥骸谐耘蓝辫骆巴龋湘揉栽烂簧印石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,（3）流型模型,分清两相流流型，根据两相流型的特点，分析其流动特性，建立压降关系式。流型模型法能深入地揭示两相流各种流型的流体力学特性，近年来受到理论界的重视，取得一定的理论研究成果。但是由于流型分界尚未统一，研究成果还不能普遍地用于实践。目前，在工程上使用的大多是在实验数据上，确立的经验关系式。,笔蛀搐曾擦枉哑衙脸蹈踞资箔匿撬游娜坟衔牲漆兹搬蜒苔诈架柿列渣挪举石油处理-矿场集输管路-1石油处理-矿场集输管路-1,