段塞流模擬及在線監測系統

范檸+程明+姜鑫宇

摘 要：隨著陸地石油資源逐漸枯竭，我國逐年增大對海洋油氣田的開發，通常采取油氣混熟的方式輸送到平臺進行處理，在這樣的開采模式下，混輸過程中往往會產生嚴重的段塞流，管道流量和壓力的劇烈波動，會迫使下游關閉設備，造成停產，甚至會損壞管道或處理設備。從而影響正常生產，對油氣集輸危害極大。管道段塞流的實時監測系統將對油氣田集輸具有重大的意義。本文基于OLGA軟件對海底立管底部的段塞流進行動態的數值模擬分析，對立管壓力變化與段塞流之間的關系進行研究，通過研究編制出了段塞流在線監測系統，并與實際數據擬合進行驗證。

關鍵詞：段塞流；壓力；在線監測系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.154

我們在在OLGA軟件對深海油氣集輸管道輸送到平臺的立管底部持液率等因素進行動態分析的基礎上，通過監測壓力的變化來判斷段塞流的發生，利用產生段塞流時壓力變化顯著這一特性在VB軟件進行了編程，建立了段塞流在線監測系統平臺，得到的結果與現場實際數據進行數值擬合，得出擬合效果較好，從而開發出了一套進行陸地長距離輸送管道以及海洋集輸管道的進行多點的段塞流在線實時檢測系統。

1 研究分析

1.1 項目介紹

采用SOLIDWORKS3D建模后進行三維仿真模擬，在水平段長度為1m，立管段高度為0.2m，彎頭半徑為40mm基礎模型的基礎上，對立管段的傾角（90°，120°，135°以及150°）以及管道尺寸的大?。―N40以及DN50）進行立管壓力變化數值模擬。對立管底部的壓力狀況以及壓力等值面圖進行分析，得出立管壓力與段塞流的關系。

1.2 數值模擬結果及其分析

管內流動壓力變化模擬結果如下圖所示：

2 編程思路

從液體中分出氣泡的原則計算捕集器的方式有兩種，一種是以現場經驗為基礎的停留時間法，另一種是以沉降理論為基礎的計算方法。本文采用的是以停留時間的計算方式進行捕集器的尺寸計算。

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作者簡介： 范檸（1998-），女，遼寧開原人，學士，團支書，研究方向：油氣儲運。endprint