垂直下降管内油气水三相流摩擦压力降的实验研究
油气水三相的流动型态的研究进展【范本模板】

油气水三相流流型研究进展韩蕊[摘要]目前,国内外对油气水三相流动规律的研究,远落后于气液两相、油水两相流动规律的研究。
国内外学者对油气水三相流动规律仍未统一认识,本文论述了国内外学者对油气水三相流动中的流型划分的研究.[关键词] 油气水;三相流;流型;水平管;垂直管Progress in the Study of Oil—Gas-WaterThree Phase Flow PatternHanruiAbstract:Currently,the study of oil—gas-water three phase flow pattern get far behind the study of two phase flow both at home and abroad. There is not a unitive cognition of the flow regulation about three phase. In this article the division method of flow pattern was discussed.Key words:oil-gas-water;three phase flow;flow pattern;horizontal tube;vertical tube一、引言油气水多相流中,由于存在着互不相溶的油水两相,与气液两相流相比,油水两相间的动量传递较强,升力影响较弱,表面自由能较小,使界面波较短、分散相尺寸较小,油水的相互作用和分散程度对流动型态影响很大,因此油气水三相流的流型比两相流复杂得多。
以下分别从水平管与垂直管中油气水三相流流型来说明三相流流型的研究进展。
二、水平管油气水三相流流型的研究1、国外学者对水平管油气水三相流流型的研究Acikgoz&Lahey最早进行油气水三相流型的实验研究[1],在其1992年发表的文章中阐述了他们对流型的划分.根据“油基”(油为连续相)和“水基”(水为连续相)的不同,提出了10种流型,并且作出了流型图.这十种流型分别为:油基分散气团流、油基分散段塞流、油基分散分层/波浪流、油基分离分层/波浪流、油基分离波状分层—环状流、油基分离/分散—环状流、水基分散段塞流、水基分散分层/波浪流、水基分离/分散分层—环状流及水基分散分层—环状流。
垂直管流实验实验报告

垂直管流实验实验报告实验报告一、实验目的本实验旨在通过进行垂直管流实验,探究液体在垂直管道中的流动特性,深入了解液体在管道中的流动规律。
二、实验仪器和材料1.垂直管流装置:包括垂直管、流量计、水泵等。
2.温度计:用于测量液体的温度。
3.尺子和卡尺:用于测量实验装置的尺寸。
三、实验原理垂直管流实验主要是通过将液体从顶部注入垂直管道中,通过重力和压力推动液体向下流动,以观察和研究液体在管道中的流动情况。
在实验进行过程中,可以通过测量液体的流量、速度和压力等参数来研究液体在管道中的运动规律。
四、实验步骤1.准备工作:检查实验装置和仪器,确保其完好无损,然后根据实验要求调整流量控制阀和压力控制阀的开度。
2.测量液体的物理性质:首先需要测量液体的密度和粘度等物理性质,并记录下来。
3.实验装置准备:按照实验要求,调整垂直管的高度和直径,并将流量计、水泵等连接好。
4.实验操作:将液体注入垂直管道的顶部,并打开水泵,让液体顺势流入管道中。
5.数据记录:记录实验过程中相关的参数,如液体的流量、速度和压力等。
6.实验结束:关闭水泵,停止液体的注入,并将实验装置和仪器进行清洗。
五、实验结果与分析在实验过程中,测得了液体的流量、速度和压力等参数,并按照实验要求进行了记录。
根据实验数据,可以进行相关的计算和分析,以得出液体在垂直管道中流动时的特性和规律。
六、实验误差分析在实际实验中,可能会存在一些误差,如人为操作误差、仪器误差等,这些误差可能会对实验结果造成一定的影响。
为了提高实验结果的准确性,可以进行多次实验并取平均值,同时要注意实验中的操作规范和仪器的使用方法。
七、实验结论通过进行垂直管流实验,我们可以得出液体在垂直管道中流动时的特性和规律。
实验结果与理论分析相符,证明了液体在管道中流动遵循一定的规律,为进一步研究液体流动提供了实验依据。
八、实验心得通过本次实验,我深入了解了液体在管道中的流动规律,掌握了实验操作的技巧,并学会了如何记录和分析实验数据。
《两相垂直管流实验》实验指导书(模板)

两相垂直管流实验一、实验目的(1)观察气、液两相在垂直管中的流态变化,综合分析流态变化规律;(2)测定不同气量下的产液量和气体体积流量,绘制Q~V曲线。
二、实验原理在垂直管井中,沿井筒自下而上压力不断降低。
当压力低于饱和压力时,石油中的溶解气会分离出来。
分离出来的气体在沿井筒上升过程中不断释放弹性膨胀能量,该能量参与举升液体。
利用气体膨胀能量举升液体,依靠两种作用力,一是气体作用于液体上垂直顶推液体上升的举升力;二是靠气液之间的摩擦作用力,气体携带液体上升。
为使气体能量在举油出井过程中消耗最小,达到提高效率的目的,必须选择油井的最有效产液点进行生产。
自喷井中,一般会出现4种流动状态:泡流、段塞流、环流和雾流。
气举采油原理是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合,利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低,从而将井筒内流体举出。
由于气举时启动压力很高,且启动压力和工作压力的差值较大,在压缩机的额定工作压力有限的情况下,为了实现气举就需要设法降低启动压力。
降低启动压力的方法很多,其中最常用的是在油管柱上装设气举阀。
气举阀是由储气室(内充氮气)、波纹管(带动阀杆运动,使阀打开或关闭)、阀杆、阀芯、阀座等部件组成,如图5-1所示。
气举阀实质上是一种用于井下的压力调节器,它主要利用波纹管受压后能够产生相应位移这一特性制作。
气举阀在井下,储气室充氮压力P d作用于波纹管(面积为A b)上,使与阀杆连接的阀坐于阀座上,外部压力油压P t通过气孔作用于阀芯(面积为A p)上,套压P c作用于波纹管(面积为A b-A p)上。
当外部总压力大于储气室压力时,则波纹管被压缩,阀芯也随之上移离开阀座,阀孔被打开,外部气体压力即可通过阀孔进入油管中,以实现气举采油;当外部总压力小于储气室压力时,阀坐在阀座上将阀孔封死。
三、实验仪器1. 两相垂直管流实验装置两相垂直管流实验装置的结构如图6-1所示。
2. 空压机、秒表、扳手、硅胶管等。
垂直管流实验报告

中国石油大学采油工程实验报告实验日期:成绩:班级:学号:姓名:教师:同组者:垂直管流实验20161. 实验目的(每空1分,共16分)(1) 流动型态,简称流型,是指流动过程中油、气的分布状态,其与油气体积比、流速、油气的界面性质有关。
按其流动结构把混合物的流动分为泡状流、段塞流、环流、雾流等四种流型。
(2) 根据多相管流压力梯度就可计算出沿程的压力分布,但由于沿程压力梯度不是常数。
因此,通常采用迭代进行计算多相管流的压力分布,迭代途径有两种:按深度增量迭代和按压力增量迭代。
(3) 利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式称为自喷。
自喷井的四个基本流动过程是:油层中的渗流、井筒中的多相管流、在地面管线中水平或倾斜管流、嘴流。
气举是利用地面注入高压气体将井内原油举升到地面的人工举升方式。
2. 实验内容(每题4分,共28分)(1) 泡状流:在井筒中从低于饱和压力的深度起,溶解气开始从油中分离出来,这时由于气量少,压力高,气体都以小气泡分散在液相中,气泡直径相对于油管直径要小很多。
特点:气体是分散相,液体是连续相;气体主要影响混合物的密度,对摩擦阻力的影响不大;滑脱效应比较严重。
(2) 段塞流:当混合物继续向上流动时,压力逐渐降低,气体不断膨胀,小气泡将合并成大气泡,直到能够占据整个油管断面时,在井筒内将形成一段油一段气的结构。
气体呈分散相,液体呈连续相;一段气一段液交替出现;气体膨胀能得到较好的利用;滑脱损失变小,摩擦损失变大。
(3) 滑脱:在井筒气-液两相管流中,由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象称为滑脱。
(4) 滑脱损失:因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失(5) 滑脱速度:一般情况下,在两相流动中气相实际速度(气相体积流量除以气相在过流断面上所占的面积)与液相实际速度是不相等的,两者的差值称为滑脱速度。
(6) 气相存容比:计算管段中气相体积与管段容积之比值。
(7) 液相存容比:计算管段中液相体积与管道容积之比值。
《垂直管流实验》实验报告

《垂直管流实验》实验报告垂直管流实验实验报告引言:垂直管流实验是流体力学实验中的一种常见实验方法,通过在垂直管道中流动的液体或气体的观测和测量,来研究其流动特性和流体力学性质。
本实验旨在通过实际操作和数据分析,深入理解垂直管流的现象及其背后的物理原理。
实验设备与方法:实验中使用的主要设备包括垂直管道、流量计、压力计等。
首先,我们将垂直管道固定在实验台上,并连接好流量计和压力计。
然后,将待测流体通过流量计注入管道,并通过调节阀门来控制流量。
在实验过程中,我们将记录流量计示数和压力计示数,并根据实验要求调整流量和压力。
实验结果与分析:在实验中,我们记录了不同流量下的压力计示数,并根据流量计示数计算了实际流量。
通过对实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 压力与流量的关系:实验结果显示,当流量增加时,压力计示数也随之增加。
这是因为流体在管道中流动时,摩擦力会导致管道内的压力损失,而较大的流量会增加摩擦力,从而导致更大的压力损失。
2. 流速与压力的关系:通过计算实际流量和管道截面积,我们可以得到流体的平均流速。
实验结果表明,流速与压力之间存在一定的关系。
当流速较小时,流体的粘性会导致较小的压力损失;而当流速较大时,流体的惯性会增加,从而导致较大的压力损失。
3. 流体的稳定性:在实验过程中,我们观察到流体在管道中的流动是稳定的,没有出现明显的湍流现象。
这是因为垂直管道中的流动属于层流流动,流体分层有序地沿着管道流动,而不会出现湍流的混乱现象。
结论:通过本次垂直管流实验,我们深入了解了垂直管流的现象和流体力学性质。
实验结果表明,流量、压力和流速之间存在一定的关系,而垂直管道中的流动属于稳定的层流流动。
这些研究结果对于工程领域中的管道设计和流体输送有着重要的指导意义。
同时,本实验也存在一些不足之处。
例如,由于实验条件的限制,我们未能观察到湍流流动的现象,而湍流流动在实际工程中也具有重要的应用价值。
因此,未来的研究可以进一步拓展实验条件,以便更全面地研究垂直管流的特性。
1 两相垂直管流实验

两相垂直管流实验气举井及绝大多数自喷井的油管中流动的都是油—气或油—气—水三相混合物。
对采油来说,油、气、水混合物在油管中的流动规律——多相垂直管流理论是研究自喷井、气举井生产规律的基本理论。
在许多情况下,油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失。
它不仅关系到油井能否自喷,而且决定着用自喷和气举方法可能获得的最大产量。
为了掌握油井生产规律及合理地控制和调节油井工作方式,必须熟悉气—液混合物在油管中的流动规律。
在油气田开发过程中,为了充分利用天然资源和取得好的经济效果,或者要进行油气田动态分析,拟订油气田的增产及提高油气田采收率,高速度、高水平地开发油气就必须深入细致地研究地层—油管—油嘴生产衔接与协调,研究多相流在井筒中的流态变化。
使生产井的工作制度同地层变化了的情况协调起来,只有通过各个生产井的各种变化并把它们综合起来进行分析,才能为整个油气田动态分析提供准确的资料和依据,并对各个注采井提出有效的工艺措施,不断完善开发方案,改善油气田开发效果。
该实验就是研究气、液两相在垂直井筒中的流态变化及观察模拟井筒气体膨胀能参与举升液体的现象,抓住观察到的现象综合分析,并对所作的气量与液量的关系曲线作出解释。
一、实验原理在多相垂直管流中,沿井筒自下而上随着压力不断降低,气体则不断从液体中分离出来,以及压力降低气相体积流量逐渐变大。
随着液气流沿井筒上升,压力逐渐降低气体随之膨胀,不断释放出气体弹性膨胀能量,该能量要参与举升液体,膨胀能的大小与气量多少、压力变化范围有关。
该实验是研究液气两相在模拟垂直井筒中的流动变化。
也是利用气体膨胀能量来举升液体的实验,它依靠两种作用:一种是气体作用于液体上,垂直地顶推液体上升;另一种是靠气体与液体之间的摩擦作用,气体携带液体上升。
其能量来源除压能外,气体膨胀能是个很重要的方面。
因在管径不变的油管中,举升一定的油量,则单位管长上所消耗的总压头,是随着气量的不同而变化的,而只有在某一气量下,举升一定气量的液体所必须消耗的压头最小。
油气水三相分离器试验报告

油气水三相分离器试验报告一、引言油气水三相分离器是油气水处理系统中的重要设备,它能够有效地将油、气和水进行分离,满足生产和环保要求。
本次试验旨在验证分离器的性能指标,包括分离效率、处理能力和操作稳定性。
二、试验装置和方法1. 试验装置本次试验采用了一台油气水三相分离器,其结构为圆筒形,内部设置有分离板和沉降区域。
分离器上设置了进料口、出油口、出气口和出水口,以及相应的压力和流量传感器。
2. 试验方法(1)试验前准备:检查分离器的密封性能和正常运行状态,确认各管路连接正确。
(2)试验参数设置:根据生产要求和设备规格,设置进料流量、进料温度和分离器压力。
(3)试验过程:启动分离器,调整进料流量和压力,使其稳定在设定值。
记录分离器内的油、气和水的流量和压力。
(4)试验结束:关闭分离器,记录试验数据并进行分析。
三、试验结果与分析1. 分离效率根据试验数据计算得到的分离效率为XX%。
分离效率的高低与进料流量、进料温度和分离器压力等因素有关。
在实际生产中,可以根据需要调整这些参数以达到最佳的分离效果。
2. 处理能力试验中,进料流量为XX m3/h,分离器能够稳定处理该流量的油气水混合物。
处理能力与分离器的尺寸、结构和操作参数有关,需要根据实际生产情况进行设计和选择。
3. 操作稳定性试验过程中,分离器能够稳定运行,各传感器的读数保持在正常范围内。
操作稳定性与分离器的设计和制造质量有关,同时也受操作人员的技术水平和操作规程的影响。
四、问题与改进措施在试验过程中,我们发现了一些问题,并提出了相应的改进措施:1. 问题:分离效率不稳定。
改进措施:检查分离器内部的分离板和沉降区域,确保其结构和布置合理,以提高分离效率的稳定性。
2. 问题:处理能力不足。
改进措施:根据生产需求和分离器的尺寸,调整进料流量和分离器的操作参数,使其能够满足处理更大流量的油气水混合物。
3. 问题:操作不便。
改进措施:优化分离器的操作界面和控制系统,使操作更简便、直观,减少人为误操作的可能性。
水平管内油气水三相流动摩擦阻力压降特性研究

实验 是 在油气 水 三相 流 实验 系统 上进 行 的 。 .
如图 1 。其 流 程 如下 :油 ( 6 机 油) 从 油 箱 中经 4#
1 一袖 和 j2一齿 轮 油 泉 ;3一油路 扎 极 ;4一水 箱 :5一爵 心 式 水
齿 轮式油 泵抽 出,经流量 孔板 测量 后 ,流人油 气水 三相混合 器 ;水从 水箱 中经离 心 式水泵加 压 ,经 流
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化学 工程
20 0 2年第 3 0卷第 2期
水 平 管 内 油 气 水 三 相 流 动 摩 擦 阻 力 压 降 特 性 研 究
周云龙 ,蔡 辉 ,关 月波 ,宋景 东 ,张 玲
( 东北 电力学院 动力系 、吉林 吉林 12 1 ) 3 0 2
流体动量方程中的摩擦压降项代表流体与管壁 摩擦 而造成 的不 可逆 能量 损失 。在 油气水 三相流 动
中 ,当油水 混 合物 处 于 W/ O状 态 时 ,与 管壁 接 触 的连 续 相 是 油 相 ; 当 油水 混 合 物 处 于 O W 状 态 / 时 ,与管壁 接触 的连 续相是 水 相 即 使在不 同流 型 条件 下 .油 水 混 合 物 同 处 于 w/ 0或 O W 状 态 . / 由于 油水混 台物 沿管 壁流 动机 理 的不 同 ,其摩擦 压 降 特性也不 同一 因此 ,影 响 油气水 三相 流动摩擦 压 降特性 的因素 十分 复杂 ,摩擦 压 哗的确定 是油气 水 j相流动 特 性研 究 的难点 之一 。 。本 文在 实 验研 。
15 H 差 压 变 送 器 。 测 量 所 有 信 号 均 采 用 11P I 39 A数据 采集 系统进 行采 集记 录 。 MP5 5
2 实验结 果及分 析
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( 安 交通 大学 能 源与 动 力工 程学 院, 西 摘 陕 西 西安 7 0 4 ) 109 要 本 文对 垂直 下 降钢 管 中的油 气 水三 相 流摩 擦压 力 降进 行 了实 验研 究,得 出 了三 相 流摩 擦 压力 降 与折 算 液速 、折
可 以节 省 大量 管 道投 资费 用 ,因而 开 展 油气 水 混 合 物 的流 动特 性 研究 已成 为石 油 工业 中多相 流 体 力学
研 究 的一个 热点 。 有 关管 内油气 水 三 相流 在 水 平管 、微 倾 斜管 和 垂 直 上升 管 中 的摩 擦压 力 降 的研 究 工 作 已有 为数 不 多 的论 文 发表 [ h引,但 对垂 直下 降管 中 的油气 水 三 相 流摩 擦 压力 降 的研 究工 作,至 今 尚未 见 报道 。
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第 2 3卷第 4期
2 0 年 7 月 0 2
工
程
热
物
理
学
报
Vl .3 O 2 、No. 1 4 J 1. 0 2 u.2 0
J OURNAL OF ENG I NEERI NG THERM OPHY S CS I
垂 直 下 降 管 内油 气 水 三相 流 摩擦压 力降的实验研 究
Ab ta t E et o u efi a/q i eoie n trvlmef cino h i in l src fcs fsprc lgsl udvlc isa dwae ou at ntefc o a ia i t r o r t
pr sur r p f t r e p s o i e tc ldo n r t e p r xpe i e t ly i v si at d, e s e d o o h e - ha e f w n v r i a w wa d s e lpi e we e e l rm n a l n e tg e
用 为观 察 三 相 流 的流 型。此 后,油 气 水 混 合物 经 旋 风 离器 分 离掉 空 气 并 使 之排 入 大气 , 然 后油 水 混合 物流 入 水箱 并 在 布置 于 水箱 中 的波形 板 油水 分离 器 中使 油 水 分离 。水 存 于 水箱 中而 油经 过 水 箱 中 的堰
算 气速 和 含液 率之 间 的关 系 曲线, 并对 各影 响 因素 进行 了讨论 。
关键 词 三 相流 ;垂 直下 降 流;摩 擦压 降
中图分 类 号:0 5 39
文 献标 识码 :A
文 章编 号:0 5-3 X(0 20-5 20 232 1 20 )400 -3
EX PER I EN TAL M STU D I S o N E FR I T I N A L R ESSU R E C o P D R o P F I o o L一Ⅵ , AT ER A I R TH R EE—P H A SE FLo W I ERTI A L oW N 、 R D I N V C D 矾 P PE
WAMG Q i WANG S uZ o g W A n L N Z n ・ h・h n - NG Do g I o gHu -
(c o l f n r y a dP w r n ie r g Xi nJa t n nv ri ,X ’ 1 0 9 C i a S h o e g n o e gn Байду номын сангаасi , ’ i o g U ies y i n 7 0 4 , hn ) oE E n a o t a
后进 入 管路 ,再 经 孔 板流 量 计 计 量 后进 入 混 合器 。 经 过 滤 网 过滤 后 的 油被 油 泵 从 油箱 打 入 管 路, 再经 椭 圆齿 轮流 量 计 计 量后 进 入 混合 器 。空 气 由空气 压
缩 机 压 出,流 经 空气 稳 压 罐 和 孔板 流 量 计 后进 入 混
板 流入 油 箱。 测 量 水流 量和 空气 流量 的孔板 压 降用 1 5 1 1型差
2 实验 装 置 和 实验 方 法
垂 直 下 降管 内的油 气 水 三 相流 摩 擦 压力 降 实验 是 在 西 安 交 通 大 学 的油 气 水 三 相 流 实 验 台 上 进 行
合 器 。油气 水 三 相 流在 混 合 器 中 混合 后 流经 管 路 稳 定 段 后 进入 垂 直 向下 的钢 管 实验 段 。此 实 验段 长 3 m ,管子 内径 为 4 。钢管 实验 段 出 口与一长 05 0mm .
m ,内直 径 为 4 0mm 的有机 玻 璃管 串接,后者 的 作
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——一
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由两种 不 相溶 的液 体和 气 体构 成 的三 相 混 合物 在 管 内 的流 动 在化 学 工 业和 石 油工 业 中是 经 常遇 到 的。特 别 在 石油 工 业 中 ,由 于采 用油 气 水 混输 管 路
mP ・,密 度 为 80k / aS 5 g m0。实验 回路 如 图 1 示。 所 由图可见 , 箱 中的 水 由水泵 打 出, 经稳 压罐 水 流
a h o r s ndi ea i n hi m on h m r bt i e n a l e nd t e c r e po ng r l to s p a g t e we e o a n d a d nayz d.
K ey w or t e - ds h e pha e f w ;v r i a o r s o l e tc ld wnwa d fo ;fito lpr s ur r p r w rc i na e s e d o l