基于大數據分析的段塞流持液率預測模型

鄭 琳，劉 云

（長江大學石油工程學院，湖北武漢 430100）

管道中氣體和液體的兩相流在石油工業中經常發生，多相管流一直是石油工業中的一個重要問題[1]。持液率是指管道內實際的液體體積分數，通常是計算壓力損失時最重要的參數，同時對預測水合物的形成和蠟的沉積也是必要的[2]。段塞流是氣液兩相流體管道中常見的流型之一，它對管道的腐蝕以及下游分離器的設計等都有很大的影響[3]，段塞流持液率是段塞流模擬的一個重要參數。對于持液率的預測，國內外的學者提出過不少機理模型和經驗模型，大都是基于流型的預測，然后根據流型計算相對應的持液率[4]。目前來看，根據流型計算持液率是最準確的一種方式。

Ghassan 等[5，6]利用水平和傾斜管流共423 組實驗數據提出了一種新的計算段塞流持液率的經驗公式，該關系式是混合物速度、液體黏度和傾斜管傾角的函數。大傾角管道是極其容易出現段塞流的管路結構，但是此經驗公式的管道傾角應用范圍為-10°～9°，并不能用于大傾角的計算。Beggs 等[7]對水平和傾斜管道進行了實驗研究，根據大量的實驗數據得到相關關系，該模型可以用于不同流型下以及-90°～90°傾角的持液率計算[8]。經過分析，在上坡管段且對應的水平持液率大于0.309 7 時，并不能用此相關式計算持液率[9]。Eaton等[10]在不考慮流型，只考慮流體性質和流量的情況下，得到了水平管道下的無因次模型。對于傾斜管的段塞流持液率預測，依舊存在問題。……