多相流技术在海洋油气管道输送中的应用
世界深水油气田水下技术应用研究
统开发， 平静的海底为水下生产设施提供了良好的
相泵组， 电力由 Ｇｕｌｌｆａｋｓ Ｃ 平台提供。
响， 而且节约了大量投资， 对高纬度寒冷地区油气
井口回压， Ｓｔａｔｏｉｌ 公司预计能够把采收率从 ４９％提
低温海底输送湿天然气， 通过井口加注防冻液降低
１ ２ 北极地区水下井口回接距离最长的深水气田
度传感器和湿气流量计等。
Ｆｉｇ １ Ｓｕｂｓｅａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｔｏｒｄｉｓ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ
除砂器， 与回注水一起注入地层， 特殊情况下也可
上设有远程控制阀门， 阀门直径较大， 可保证天然
该海域受大西洋暖流影响常年不结冰， 但是海
以与油气一起混输到 Ｇｕｌｌｆａｋｓ Ｃ 平台进一步处理。
ｓｈｏｒｅ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｆｉｅｌｄｓ Ｉｎ⁃ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｅｉｇｈｔ ｔｙｐｉｃａｌ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｆｉｅｌｄｓ ｆｏｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
ｓｕｂｓｅａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｔｏｒｄｉｓ， Ｓｎｏｈｖｉｔ， ＢＣ － １０ （ Ｐａｒｑｕｅ ｄａｓ Ｃｏｎｃｈａｓ ） ， Ｃａｓｃａｄｅ⁃Ｃｈｉｎｏｏｋ， Ｐｅｒｄｉｄｏ，
１ 深水油气田水下技术进展及应用
１ 个采用全水下系统开发的海上气田。 该气田没有
１ １ 世界 第 １ 座 采 用 水 下 分 离 增 压 技 术 的 油 田
———Ｔｏｒｄｉｓ
［３］
Ｔｏｒｄｉｓ 油 田 位 于 北 海 挪 威 一 侧 Ｔａｍｐｅｎ 区 的
３４ ／ ７ 区块内， Ｓｔａｔｏｉｌ 公司拥有 ２８ ２２％ 权益并担任
油气工程技术发展到今天， 已经形成了很多分支，
海底管道及立管系统
6.0 6.1海底管道及立管系统 概述作为独立的深水开发项目，它是石油天然气工业的重点，在开始阶段开发方案的选择 是很重要的。
前期的正确选择是最重要的，由于它的改变是耗资最大的。
这点适合于 所有的系统组成部分特别是立管， 因为它是海底生产系统和浮式装置之间的关键连接。
基于对系统性能的实际的、正确的评价作出决策是势在必行的，而不是依靠直觉。
这 种评价不仅要理解技术细节和每种设计的功能限制， 也要分析每种设计的相关可靠性， 它们的接口要求和成本等。
不管海洋油田开发采用何种浮式方案，都需要使用管道/生产管线和立管，它们是海洋基础 结构的关键组成部分。
管道和立管是深水开发比较复杂的方面，如图 1 所示。
图 1: 深海浮式结构及立管系统 首先，本章节以实际海洋油田应用为重点描述了深海管道和立管的基本概念，特别关 注了它们在中国海域应用的潜力。
深海管道和立管的更详细的讨论在三个单独的关于 工业设计标准选择、工程解决方案、海上安装的章节中论述。
对不同的管道和立管概 念进行了对比并指出了它们的优缺点。
给出了不同的例子来描述大致的概念。
6.2 6.2.1管道及立管基本概念 海底管道在油气田的总体开发布局设计中, 其中的一个问题之一是如何在油田内部已及从油田 向另外一个油田或者到陆地终端进行油, 气, 及水的输送, 解决该问题的方法就是利 用海底管线或管道。
在海洋油气资源开发中管道有多种用途。
下图描述了海洋管线的通常定义，包括下列 内容： 运输管线 油田产品输送检验/生产管线 水和化学制品注射管线生产管线和立管之间的连接短管图 2: 海底管道在油田中 除去按管道的用途划分还有几种不同的分类方法。
一种常见的方法是按管道横截面 的结构分类，即单壁管道、管中管管道（PIP）和集束管道，如图 3 所示。
图 4: 海底管道分类示意图 单壁管道是最普通的，在海洋和岸上都有广泛的多用途应用。
它能用于输出、油田 生产/检验、注水等。
海底油气输送管道材料开发和应用现状
海底油气输送管道材料开发和应用现状王海涛;池强;李鹤林;杜伟;黄呈帅;张继明【摘要】In this article, it expatiated the development status of submarine pipeline for oil and gas transportation in China domestic and the abroad, and analyzed the development trend and technical demands for pipeline material. According to submarine pipeline characteristics, it pointed out the main development direction of low-carbon micro-alloying submarine pipeline, including large deformation resistance, high fatigue performance and high D/t ratio. In terms of the submarine pipeline corrosion, the bimetal-lined pipe with corrosion resistant alloy and nonmetallic flexible pipe is the main development direction for H2S/CO2 resistance gas field gathering pipeline material. Finally, it put forward the metallic compound pipe and mechanical compound pipe will be optimized selection according to the development status of the above products. It should improve independent development and manufacturing capacity of flexible pipe, and strengthen flexible pipe design and the development of production equipment.%阐述了国内外海底油气输送管道的发展现状，分析了海底油气管道材料的发展趋势和技术需求。
机械工程中的流体力学理论与研究
机械工程中的流体力学理论与研究一、引言机械工程领域涉及了许多重要的科学原理和技术应用，其中流体力学理论在众多应用中起着重要的作用。
流体力学以流体为研究对象，通过数学模型和实验方法来研究流体的运动规律和相互作用，为机械工程领域提供了理论基础和技术支持。
本文将探讨机械工程中的流体力学理论与研究，介绍其在机械设计、制造和工程应用中的重要性。
二、流体力学的基本概念流体力学研究的对象为流体，包括液体与气体。
液体具有固定的体积和形状，而气体则无固定的形状和体积。
流体力学主要研究流体的运动规律、力学性质和相互作用。
其核心理论包括连续介质假设、流体动力学方程和边界条件等。
连续介质假设是指假定流体是一个连续的介质，不考虑其内部微观结构。
这个假设使得通过数学方法描述流体力学问题成为可能。
流体动力学方程主要有质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程等。
边界条件则用于描述流体与固体界面的相互作用。
三、流体动力学在机械设计中的应用1. 汽车设计中的气流优化在汽车设计中，流体动力学的理论和方法被广泛应用于改善汽车的空气动力学性能。
合理的车身外形和底部设计可以减小空气阻力，提升汽车的行驶稳定性和燃油经济性。
通过流体力学模拟和实验测试，工程师可以预测和优化车身各部分的空气流场，减少空气阻力，提高汽车的整体性能。
2. 管道系统的设计与优化在许多机械工程应用中，涉及到流体在管道内的输送和流动。
通过流体力学的研究和分析，可以优化管道系统的设计，减少能量损失和压力降低。
例如，在石油化工行业，流体力学的理论和计算方法被广泛应用于油气管道输送系统的设计，保证输送能够高效、安全地进行。
3. 水力涡轮机的设计与性能提升水力涡轮机是一种将水流动能转化为机械能的装置。
流体力学理论被应用于水力涡轮机的设计、分析和性能提升。
通过研究涡轮机叶片的形状、转速和水流动态特性，可以改进涡轮机的效率和稳定性，提高其发电效能。
四、流体力学在工程应用中的挑战虽然流体力学理论在机械工程领域有着广泛的应用，但其在实际工程中仍面临一些挑战。
深水海底管道安全保障技术
文９８—０７
中 国 造船 ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ ０Ｆ ＣＨｌＮＡ
深水海底管道安全保障技术
Ｖｏ！．５０ Ｓｐｅｃｉａｌ ＮＯｖ．２００９
徐志刚，彭红伟
（胜利工程设计咨询公司海洋工程设计所，山东东营２５７０２６）
摘要
随着我国对油气需求的不断增大以及陆上，浅海油气资源的日益枯竭，深海石油开发已经成为石油工业 的重要前沿阵地，深水海底管道的安全技术保障作为深水油气开发的重要环节，也显得十分重要了．介绍了 国内外深水海底管道应用的状况，对深水海底管道安全保障技术的最新研究动态进行了分析和总结，针对海 底管道安全保障技术中的几个关键问题：水下流动保障、流态监测以及管道的腐蚀．结蜡、结垢，水合物生成． 堵塞、泄漏检测等问题进行了分析和探讨。并结合我国海底管道工业的发展现状提出了一些建议，为深水海 底管道安全保障技术的进一步研究提供参考．
有多家机构对多相管流模拟分析技术以及基础数据进行了研究，国内主要是中石油、中科院、西 安交通大学、中国石油大学、西南石油大学等单位和院所。
徐孝轩掣ｓＪ介绍了海底混输管线中严重段塞流动预测和控制的实验和理论研究进展，同时对于节
流、气举、分离等８类１５种控制严重段塞的方法分别进行了评述，为进一步开展海底油气混输管线 严重段塞流动的研究提供借鉴，为工程实践提供参考。刘毓等１９ｌ对气液混输管路滞液流动进行了研究， 介绍了由Ａｍａｒａｖａｄ提出的上倾管滞液流动模型，并给出了计算持液率和总压降的关系式以及预测气 体吹扫速度以及滞液流在石油工业领域中的应用。孙长字等ｌｌｏＪ介绍了四种传统的多相混输管线中水合 物抑制方法：输送前去除油气中的水、管线加热技术、降压控制技术、使用热力学抑制剂：在对这些 传统方法进行经济或技术评价的基础上，介绍了添加动态抑制剂和防聚剂两种新型水合物抑制方法以 及添加剂的抑制机理、种类和研究现状，并通过实验证明了动态抑制剂比热力学抑制剂具有更好的经 济性，最后指明了多相混输管线中的水合物抑制剂的研究方向。
多相流在石油工业中的应用探讨
多相流在石油工业中的应用探讨多相流是指不同物理和化学特性的两种或多种物质在同一空间内同时存在，共同运动和相互作用的流动状态。
在石油工业中，多相流的应用非常广泛，涵盖了勘探、生产、运输和加工等各个环节。
首先，在石油勘探中，多相流的应用可以帮助确定油藏的位置、形状和规模。
通过研究地下流体（包括油、水和天然气）在地下岩石中的多相流动行为，可以预测油藏的物理性质和油气分布情况。
这些信息对决策者制定开采方案至关重要，能够提高勘探的效率和准确性。
其次，多相流在石油生产中的应用主要涉及油井的产量预测和优化。
通过研究多相流在油井中的流动规律，可以识别出影响产量的因素，并进一步探索提高产量的方法。
例如，使用多相流模拟软件可以模拟井底流体的变化和井筒状况，快速评估不同开采方案的效果，从而优化井筒设计和产能布置，提高油井的采油效率。
另外，在石油运输过程中，多相流的应用可以帮助解决管道流动中的问题。
多相流模型可以考虑油、水和气体的流体特性，预测流体在管道中的分布、速度和压力等参数，以便设计合理的管网系统和流量控制措施。
此外，多相流模型还可以解决油水乳状液体和液体颗粒悬浮物的输送问题，确保石油在运输过程中的安全和稳定。
最后，在石油加工中，多相流的应用可以提高工艺过程的效率和产品质量。
例如，在炼油厂中，多相流模拟可以帮助优化原油分馏过程、催化裂化过程和催化重整过程等，以提高产品的产量和质量。
此外，多相流模型还可以预测石油中的杂质含量和分布，以确保燃料的燃烧效率和环境友好性。
综上所述，多相流在石油工业中的应用涵盖了勘探、生产、运输和加工等各个环节。
通过研究和模拟多相流动行为，可以提高石油工业的效率、准确性和可持续性。
在未来，随着石油工业的发展和技术的进步，多相流的应用将进一步扩大，为石油工业的发展做出更大的贡献。
气液高效旋流分离器在海洋石油采油工艺流程中的应用
气液高效旋流分离器在海洋石油采油工艺流程中的应用【摘要】为了更好的节能减排，中海油天津分公司启动岐口17-2油田污水回注项目，针对该油田平台现场空间的特殊情况，项目首次使用气液高效旋流分离器（GLCC）作为气液生产分离器，并实现很好的气液分离控制。
【关键词】节能减排气液高效漩流分离器气液分离多相流计量1 引言自2003年国内第1套气液高效旋流分离器（GLCC）多相流计量系统在中原油田获得成功运用至今，基于GLCC的多相流分离计量系统先后在中海油锦州20-2、锦州JZ21-1、曹妃甸11-1获得广泛应用，其稳定的性能和较高的测量准确度深受用户好评。
然而作为生产分离使用确是首次在中海油岐口17-2油田应用，本文将讨论岐口17-2油田将GLCC作为气液生产分离器的现场应用效果。
2 气液高效旋流分离器GLCC工作原理GLCC（Gas-Liquid Cylindrical Cyclone柱状旋流式气—液分离器）多相流分离计量系统是美国Tulsa大学开发的高效分离计量系统，其原理为：进口由倾角向下的管道沿切线方向与铅垂管道相连，多相流经预分离后进入主分离器。
在主分离器中，由于旋流作用，离心力、重力和浮力形成一个倒圆锥形的涡流面。
密度大的液相沿铅垂管道的管壁流到分离器底部，密度小的气相沿涡旋的中央上升至分离器顶部，最终气相和液相分别从分离器的顶部和底部排出；并通过控制阀调整液位和压力，实现两相充分分离。
3 岐口17-2油田GLCC的结构组成以及在工艺流程中的作用3.1 油气水三相分离处理工艺流程GLCC在油气水三相分离处理工艺流程见图1。
3.2 气液分离器（GLCC）的控制方案GLCC此前主要是作为计量分离器使用，其作为气液二相分离器使用尚属首次。
特点是结构紧凑、性能稳定、技术成熟，已有成型产品。
GLCC的作用是将气液高效分离。
其控制有液位控制和压力控制。
GLCC的液位控制由“优化控制”实现，作为气液二相分离器使用尚属首次，为了防止压力偶尔可能超出设定范围，增加了压力控制模块。
海底输油管道安全管理探索
1921 概述海底输油管道是海上采油平台原油输送的主要通道，与陆地原油输送管道相比较，海底输油管道具有其特殊性，一旦发生原油泄漏事件，不仅会影响到海上油田正常生产，还会对海洋生态环境造成严重的破坏，且难以恢复。
加强对海底输油管道的安全管理，其实质就是对运行中的海底输油管道实施风险管理，建立安全管理风险评价机制和风险控制管理体系，定期对运行中的输油管道开展风险评估，消除安全隐患，实现海底输油管道的安全运行。
2 海底输油管道安全风险分析海底输油管道的安全风险因素主要包括原油泄漏、管道破裂以及管道穿孔三种类型。
而发生安全风险的原因包括管道自身因素、外界破坏因素等。
2.1 外界破坏因素导致的海底输油管道安全风险外界破坏因素是海底输油管道主要的安全风险因素，占海底输油管道安全事故50%以上。
外界破坏因素包括人为破坏因素、地层运动破坏因素及自然灾害破坏因素等三种类型，其中人为破坏因素所占比例高达67%。
外界破坏因素通常会造成管道变形断裂、原油泄漏等突发性事故[1]。
第一，近年来，有组织的盗窃原油犯罪活动猖獗，犯罪分子不断在输油管道（路地段）打孔盗窃原油，不仅严重的干扰了正常的原油输送秩序，对生态环境造成了严重污染，也给原油输送安全带来重大的隐患；人为破坏还包括工程挖掘施工造成造输油管道损坏等。
第二，地层运动的不一致性会导致处于不同的地层运动带上的海底输油管道发生扭曲、变形、沉降不均匀等现象，给输油管道的安全运行埋下隐患。
第三，自然灾害破坏因素主要是由于台风、地震、暴雨、海水冲击、山体滑坡、泥石流等造成输油管道的断裂及弯曲变形等，我国处于自然灾害的高发地带，自然灾害因素对海底输油管道的破坏性影响是不容忽视的。
2.2 腐蚀因素导致的海底输油管道安全风险腐蚀因素是导致海底输油管道安全风险的第二重要因素，也是比较常见的海底输油管道安全风险因素之一，腐蚀因素包括海水造成的外部腐蚀及管道输送介质造成的内腐蚀两种。
第一，海水腐蚀对管道外部腐蚀因素。