不同倾角下成品油顺序输送混油数值模拟
基于PHOENICS顺序输送管道混油浓度紊流数值模拟
关键词
顺序输送； 混油； 数值计算；Ｈ Ｅ ＩＳ Ｐ Ｏ ＮＣ
紊流流态下运行， 萁雷诺数一般应大于 １×０。 ２１
０引 言
２顺序输送紊流模 型
对于顺序输送在管内形成混油的研究， 传统的是 从生产实测数据出发， 或是从理论分析和推导出发并 经实验数据修正 ， 得到的一些混油量 的计算公式， 但 由于影 响混 油的 因素很 多 （ 如流速 、 管径 、 口条件等 入 等）混油界面在管道内的运动又十分复杂， ， 这些公式 在使用时都有一定的局 限性。本文基于 Ｐ Ｏ ＮＣ Ｈ Ｅ ＩＳ 软件对流场的计算， 结合顺序输送过程中混油的特点 建立了混油模型， 并借助这个模型分析了流速和输送 次序对混油浓度的影响。
目 前工程上， 紊流计算中所采用的基本方法是雷
诺时均法。为了使研究方程封闭， 本文采用了 Ｂｕｓ ｏｓ － ｉ ｓ 假设， ｎｑ ｅ 把紊流脉动值 附加项与时均值联系起来。 通过选择紊流模型最终使方程组封闭。忽略浮升力影 响， 非稳态的油品顺序输送混油的紊流数学模型如下：
终续方： 警＝ 连性程∑ 。
动量方程 （ Ｓ方 程 ） Ｎ— ： 组 分方程 ：
ｐ ＋ｐ ＝ｐ
（ １ ）
１混油 机理
在不同的流态下， 油品在管道内交替时产生混油 的机理是不同的。层流流动时， 由于管中心液体的流 速要比平均流速大一倍 ， 这使得后行油品的油头呈楔 形钻人前行油品当中， 造成了截面上两种油品的不均 匀分布 ， 同时在油品的比重差及浓度差作用下 ， 两种 油 品相互 扩散 ， 由此造成 了相 当大 的混油 量 。因此 并 层流 时的混油 主要是 由于管 道截 面上 流速 的 不均 匀 分布造成的。而紊流流态时， 其混油界面的速度分布 比较均 匀 ， 时产生混 油的主要原 因是局部 流速不 均 此 匀、 紊流脉 动和分子扩散 ， 混油量也 远远小 于层 流 。 其 因此 ， 对顺序 输送管道 ， 为减少混油损 失 ， 管道 在 应使
顺序输送竖直管道混油浓度数值模拟
用 Ｐ Ｏ Ｎ Ｃ 软件进行管内顺序输送数值模拟 ， Ｈ Ｅ ＩＳ 计算结 果清晰 地反映 出管 内两 油品交 界面 处的对 流扩 散传 质现
象 。重点分析了输送次序 对竖直 上坡管道与下坡管道混油的影响 。
关键词 ： 质 传
顺 序输 送
混油
数值模拟
管道
与输 送单 一 油 品 相 比， 序输 送 时 两 油 品交 顺 界面处将 产 生 一 段 混 油 … 。混 油 量 的 计 算 是 指 导 终点 油品切 割 、 点 油 库 的 经济 设 计 以及 混 油 终 处 理措 施选 择 等 的重 要 依 据 。迄 今 为 止 ， 现有 的 混 油量计 算公 式 大 致 分 为两 类 ： 是 由扩 散理 论 一
Ｌｕｄｒ Ｓ ａ ｉ ａｎｅ 和 ｐｌ ｎ ｄ ｇ的推荐 值 ， 】 ． ４ ｃ ＝ Ｃ ＝１４ ’ ２ ，
１９ ，Ⅱ ００ ｏ ＝１０， ． ．２ ｃ ＝ ．９， ． ｏ ＝１３。 ｒ ｒ
２ 数 值求解 ２ １ 控制 方程 ．
对 于动量 方程 ， 广义 源项 ：
Ｓ
一
，
维普资讯
２０ ０ ７年 １月
炼 油 技 术 与 工 程 Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｅ Ｉ Ｅ Ｙ Ｅ Ｇ Ｎ Ｅ Ｉ Ｇ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｒ ＦＮ Ｒ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ
第３ ７卷第 １ 期
油 品储 运
顺 序 输送 竖直 管 道 混 油 浓度 数 值 模 拟
推导再 经试 验修 正 得 出的 扩散 理 论 公 式 ， 是从 二
动 量 万 程 （ Ｓ万 裎 ）： Ｎ－
Ｐ
警＋ Ｐ 手
Ｏ Ｐ
：
一
＋毒 警 差】 （ Ｐ （＋ ） ２ 手 ＋ ）
顺序输送管道混油浓度PHOENICS数值模拟
顺序输送管道混油浓度PHOENICS数值模拟赵会军;张青松;张国忠;王树立【期刊名称】《后勤工程学院学报》【年(卷),期】2007(023)001【摘要】针对现有一些顺序输送混油计算公式中存在的问题,在κ-ε紊流模型和使用壁面函数法处理近壁区问题的理论基础上,提出了顺序输送混油新的模型,并利用PHOENICS软件成功地对该模型进行了数值求解.且首次以图像的形式直观地显示出管内的混油浓度分布,并通过浓度曲线的对比,对油品输送次序对混油的影响进行了分析.研究结果表明:计算机模拟能够为顺序输送混油机理的研究提供一个较为准确而便利的手段.同时也对影响混油的其他一些因素(高差、阀件、温度等)的研究提供了参考与帮助.【总页数】4页(P25-28)【作者】赵会军;张青松;张国忠;王树立【作者单位】江苏工业学院江苏省油气储运技术重点实验室,常州,213016;中国石油大学(华东)储建学院,东营,257061;江苏工业学院江苏省油气储运技术重点实验室,常州,213016;中国石油大学(华东)储建学院,东营,257061;江苏工业学院江苏省油气储运技术重点实验室,常州,213016【正文语种】中文【中图分类】TE73【相关文献】1.停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟 [J], 赵会军;张青松;张国忠;赵书华;王树立2.基于PHOENICS的原油顺序输送管道混油数值模拟 [J], 朱莹;王树立;史小军3.PHOENICS数值模拟顺序输送管道混油浓度 [J], 张青松;王宏;陆焱洪4.基于PHOENICS顺序输送管道混油浓度紊流数值模拟 [J], 张青松;赵会军;赵书华;王树立5.基于PHOENICS的顺序输送管道混油浓度数值计算 [J], 赵会军;张青松;张国忠;周诗岽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于PHOENICS的成品油顺序输送的混油的模拟
基于PHOENICS的成品油顺序输送的混油的模拟
苗鹏鹏;吴婧;刘晓佳;滕瀚远;王望
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2009(000)024
【摘要】针对成品油顺序输送混油问题，利用CFD通用软件PHOENICS，采用紊流模型，使用壁面函数法处理固壁边界，对混油规律进行了数值计算，给出了混油浓度的分布，并分析了流速、输送次序、粘度等对混油的影响情况。
结果表明：流速越大，混油的长度越短；前行油品的粘度越小，混油长度越短。
本文的研究结果对于成品油的顺序输送工艺设计具有一定的参考价值。
【总页数】3页(P44-45,65)
【作者】苗鹏鹏;吴婧;刘晓佳;滕瀚远;王望
【作者单位】大庆油田天然气分公司油气储运二大队,黑龙江大庆163459;大庆油田公司第二采油厂第四作业区,黑龙江大庆163000;大庆油田锅炉压力容器检验中心,黑龙江大庆163455;中国石油吉林销售白城分公司,吉林白城137000;大庆石化公司客运中心,黑龙江大庆163714
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5
【相关文献】
1.停输对顺序输送管道混油影响的PHOENICS模拟 [J], 赵会军;张青松;张国忠;赵书华;王树立
2.顺序输送管道混油浓度PHOENICS数值模拟 [J], 赵会军;张青松;张国忠;王树立
3.基于PHOENICS的原油顺序输送管道混油数值模拟 [J], 朱莹;王树立;史小军
4.大落差顺序输送管道混油PHOENICS模拟研究 [J], 赵会军;张青松;张国忠;周诗岽;王树立
5.基于PHOENICS顺序输送管道混油浓度紊流数值模拟 [J], 张青松;赵会军;赵书华;王树立
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冷热原油顺序输送弯管内混油特性数值模拟
第３ ４卷
中国石油大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣ ｉａ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＰ ｔｏｅ ｍ ｏ ｒ ａ ｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ｏ ｅｒ ｌｕ ｏ ｙ
Ｖｏ． ４ Ｎｏ． １３ ３
第 ３期
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文 章 编 号 ：６３５０ （ ００ ０ －１５０ １７ —０ ５ ２ １ ） ３０ ２ －５
ｒ ｃｉｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ ｅｏ ｉ ｉ ｒ ｕｉ ｎ ａ ｅ ｔ ｅ ｍａｎ ｆｃｏ ｓ ｉｆ ｅ ｃｎ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓｏ ｏ ｔｍｉ ａｅ ｉ ｉ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ｌｃ ｔ ｄ ｓ ｉ ｔ ｒ ｈ ｉ ａ ｔｒ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｆｃ ｎ ａ ｎ ｔｄ ｏｌ ｎ ｖ ｒ — ｏ ｖ ｙ ｔｂ ｏ ｌ ｉ ｔ
２ Ｃ ｌ ｇ ｅ ｏｅ ｍ Ｅ ｇｎｅｉ Ｌａ ｎｎ ｈｈ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ， ｕ ｈ ｎ １ ３ ０ ，Ｃ ｉａ ． ｏｌ ｅｏ Ｐ ｔ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ， ｉｏ ｉｇＳ ｉ ｎｖ ｓ ｙ Ｆ ｓ ｕ １０ １ ｈｎ ） ｅ ｆ ｒ ｕ ｎ ｕ ｅｉ
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不同工况下顺序输送混油的CFD模拟
不同工况下顺序输送混油的CFD模拟赵海燕【期刊名称】《化学工业与工程技术》【年(卷),期】2012(33)1【摘要】应用FLUENT流体计算软件,以质量输运方程为基础,采用k-ε紊流模型,使用壁面函数法处理固壁边界,对顺序输送混油问题进行了数值模拟,分析了盲支管、90°弯管以及变径管等工况对混油的影响,研究结果为进一步研究成品油的顺序输送工艺设计提供了理论依据和指导,并可促进FLU-ENT软件在顺序输送模拟中的开发及应用.%Basing on the mass transportation equation, and using the calculating turbulence model and the method of wall functions for near wall, the problem of batch transportation is investigated with the help of FLUENT. The influences of blind pipeline,90-degree bend and reducing pipe and other conditions to the concentration distribution of the contamination are ana-lyzed prominently. The result gives a theoretical basis and guidance for batch transportation's technological design of product, and it can promote the development and application of FLUENT software in the simulation of batch transportation.【总页数】4页(P54-57)【作者】赵海燕【作者单位】中石油新疆石油勘察设计研究院,新疆克拉玛依834000【正文语种】中文【中图分类】TE832【相关文献】1.油品顺序输送不同工况下混油量研究 [J], 杜军;陈世一2.不同倾角下成品油顺序输送混油数值模拟 [J], 何显荣;张引弟;杨建平;伍丽娟3.顺序输送管道不同工况下混油量的计算 [J], 谷俊标4.长输管道顺序输送混油高效数值模拟方法研究 [J], 王军防;陈雪娇;沈允;陈宇杰5.机动管线顺序输送混油优化的数值模拟 [J], 张锐征;左永刚;肖杰;邬美春;谢海兵;徐星灿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
成品油顺序输送管道变径管混油数值模拟
质 量输运 方程 ：
的与实 际完全 相符 的混 油计 算公 式 。随着 我 国大型
关
键
词 ： 成品油；顺序输送 ；变径管 ；混 油；数值模拟
文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ７ — ４ ０ （０ ０ ６ ０ ８ ～ ３ ６ １０ ６ ２ １ ）０ — ６ １ ０
中 图分 类 号 ：Ｔ ３ Ｅ８ ２
Ｎｕｍ ｅ ｉ ａ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎｔ ｍ ｉ ｔ ｄ ０ ｉ ｉ 场 ｒ ａ ｌ ａ ｅ ｅ ｒｃ ｌ Ｓｉ ｌ ｔｏ ｎ Ｃｏ ａ ｎａ ｅ ｌ ｎ ｉ ｂ ｅ Ｄｉ ｍ ｔ ｒ
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不同静叶出口角下油气混输泵内部三维流场的数值模拟
不同静叶出口角下油气混输泵内部三维流场的数值模拟马希金;雷盛;刘高博;周升成【摘要】利用Fluent软件对油气混输泵单个压缩级和次级动叶轮组成的流场进行定常模拟,得出其内部压力场、速度场及不同工况下整机效率及相对扬程曲线.结果表明,静叶出口角的选取对首级叶轮叶片工作面和次级叶轮叶片背面的流动影响较大,选取小静叶出口角有利于改善泵内部流场分布状况,提高泵的增压能力和效率.%The software Fluent is used to simulate the constant fluid fields of the single compressor and the following rotor of the oil-gas multiphase pump. The distributions of pressure field,velocity field and the curves of efficiency and relative head are obtained. The results show the selection of static blade outlet-angle is important to the flow on the pressure surface of the former rotor blades and the suction surface of the latter ones. A smaller static blade outlet-angle can improve the fluid field distribution in the multiphase pump and enhance the compressing capacity and the efficiency.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2011(023)002【总页数】4页(P127-130)【关键词】油气混输泵;静叶出口角;三维流场;数值模拟【作者】马希金;雷盛;刘高博;周升成【作者单位】兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050;兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TE974+.1轴流式油气混输泵用于油田的多相输送中，由于其结构简单、操作方便、对泥砂不敏感、使用寿命较长，能有效防止气液相分离，大大降低生产成本而成为研究的热点[1].对于多级混输泵，不仅要保证混合液尽可能均匀地进入压缩级，使压力损失减小，提高泵的效率和抗空蚀性能，还应尽量保证其不发生相态分离，使之较均匀地进入下一压缩级[2].在多级泵的次级增压单元，一个好的水力模型，由于导叶出口角不匹配，就会使最佳工况流量和扬程大大低于设计值[3].综合运用AutoCAD 和UG NX软件进行压缩级三维建模，对100-YQH轴流式油气混输泵第2代样机模型进行修改，然后使用Fluent软件对单个压缩级和次级叶轮组成的流场进行模拟，静叶出口角依次取60°、70°、80°、90°，同时改变混合液含气率，考察泵体内部流动状况，探讨静叶出口角对泵性能的影响.样机主要参数为：流量Q＝100m3／h，扬程H＝85m，轴功率P＝54kW，效率η＝33%[4].样机增压单元由叶轮和导轮组成，叶轮4，导叶叶片数为9.设计转速为2 950r／min，设计流量为100m3／h，单级增压0.1～0.4MPa，级数5级.单个压缩级叶轮模型及其过流区域见图1.计算模型选取一个压缩级及其次级叶轮.为了获取真实进口流态，为计算模型添加了适当长度的上、下游[5].由于非结构网格质量较高，生成速度较快，适合不规则的几何模型，所以选用四面体非结构网格对模型进行网格划分.计算网格在ICEM 软件中生成.若使计算网格更好的描述模型的结构特征，尽量做到不失真，必须对模型进行分块划分网格[6].共包含364 488个网格单元，64 533个网格节点.对动静叶流道、动叶进出口等处网格作适当加密.对计算区域划分的非结构网格见图2. 由于多相混输泵内流场计算时有强烈的旋转、弯曲、三维性、相态分离及可能出现的流动分离，使得其中的湍流呈现各向异性，具有多种湍流尺度.故使用三维雷诺时均N-S方程和标准κ－ε湍流模型作为数学模型，速度压力耦合计算采用Simplec算法[7].为了更好的分析多相混输泵中的相态分离，研究各相在泵中的运动，多相流动采用欧拉模型，假定模型中的运动为相对定常运动，进行定常场计算.在计算过程中，整个计算区域采用2个参照坐标系.叶轮的子区域部分采用的是和泵等速同向的旋转坐标系，称为转子区域；导叶、上游和下游子区域采用静止坐标系，称为定子区域[8].进口界面轴向入流，假定二相混合均匀，相间无速度滑移，轴向速度由进口处气液总的体积和进口面积确定，设定进口速度为1.47m／s.出口界面采用压力出口，保持出口处静压不变，给定出口压力为0.21MPa.网格交界处（及上游的出口和叶轮的入口，叶轮的出口和导轮的入口，导轮的出口和次级叶轮的入口，次级叶轮的出口和下游的入口）设置为网格交界面.叶轮的轮毂和叶片设为转动壁面，旋转速度为2 950r／min，转速和方向与转子区域一致，其他壁面均设置为静止壁面.所有壁面满足无滑移条件，即相对速度为0；压力取第2类边界条件.在近壁区域采用标准壁面函数.规定与出口平面垂直的方向上各个变量的梯度为0，满足质量守恒[9].限于篇幅，只给出了含气率为0.5，静叶出口角为70°下的相关计算结果.叶片表面静压分布云见图3.从图3可以看出，动叶片表面上的压力分布从进口到出口逐渐升高，进口处由于冲击，存在1个狭窄的高压区.总体上，压力过度平稳，对应位置压力面压力高于吸力面.不同工况时叶片压力面的压力变化趋势相似.在贴近进口边的区域压力稍高.紧接着降到最低，然后逐渐升高.靠近轮毂的区域压力上升慢，叶片出口边靠近轮缘区域的压力达到最大.叶片压力面总压的变化趋势与静压相一致.叶轮吸力面的进口存在一个明显的低压区，随着进口流量的不同，低压区的位置和面积大小存在小的变化.当流量从小到大变化时，低压区的位置从靠近进口位置不断向上推进，同时低压区的面积也随着流量的增大而增大.另外，随着流量的增大，最低压力的数值也不断变大.导轮表面的压力变化趋势与叶轮相似，压力过渡比较平稳.含气率一定，随着静叶出口的减小，首级动叶工作面尾部压力分布趋向于更均匀，出口角为70°时动叶工作面尾部压力分布最为均匀；随着出口角的减小，次级叶片中部低压区范围逐渐减小，叶片背面静压分布更趋均匀，出口角为60°时，分布最均匀；静叶背面压力变化范围随着出口角的变小而变小，各出口角下，背面静压力变化范围均随着含气率的增加而减小.压力波动越小，说明静叶背面流动时逆压梯度变小，不容易发生边界层的分离，这对减小混合液相态分离有利.叶片表面的速度矢量分布见图4.从图4可以看出，在动叶片和静叶片表面，气体都拥有比液体大的速度最大值与平均速度，表明在混输泵中两相存在相间速度滑移.在动叶片入口处有流动分离现象，存在明显回流，这是由于流动冲击引起的，回流速度随进口体积流量的变化而变化，动叶片出口和静叶片进口也有类似的流动分离现象，在导轮出口靠近背面区域有旋流出现，存在比较明显的回流而且液相的回流比气相大，回流程度随进口含气率的变化而变化，这是由于叶轮中分离的两相在导轮中重新混合造成的.次级动叶工作面上的压力分布在小的静叶出口角下分布均匀.这是因为随着静叶出口角的减小，流动方向与圆周方向的夹角相应变小，对动叶头部的冲击减弱，从而对相邻动叶背面中部外缘处的速度冲击就小，叶片表面速度分布就会更均匀.静叶出口角变化后，静叶背面的速度分布变化不大，而工作面上的速度分布变化较为明显，这是由于次级动叶对静叶工作面的冲击位置冲击强度发生了变化.静叶出口角为60°时，冲击到静叶工作面上的流体，其速度数量级与此处的流体流速相近，动量交换后，能够随流体一起向静叶出口面流出，与其情况相比，可以有更多的动能转化为压能，导轮效率更好.根据计算结果得到的不同静叶出口角下多相混输泵特性曲线见图5和图6.从图5、6中可以看出，效率和相对扬程在静叶出口角为60°时情况明显要好于其他3种情况.这是由于此时导轮出流与圆周方向间夹角较小，进入次级动叶的流体正预旋变大，圆周速度变大，从而使扬程升高；而流量和转速一定，效率与扬程是正相关的，所以效率也会提高.在三维时均N-S方程的基础上，应用标准k-ε湍流模型对混输泵内部三维湍流流动进行了数值模拟，利用数值模拟结果分析了不同静叶出口角下气液两相在泵内的流动状况，对混输泵的压力、速度和外特性分别进行了讨论.分析表明：静叶出口角大小对首级动叶片工作面和次级动叶片背面的流动影响较大.通过改变静叶出口角可以改变次级叶轮的来流环量，进而影响压缩级的增压性能.静叶出口角为60°时，多相泵增压能力明显提升，压力场及速度分布有很大改善，整机性能及内部流场分布状况总体较好，效率较其他工况显著提高.【相关文献】[1]李清平，薛敦松.油气多相混输泵的开发研究[J].中国海上油气工程，2000，12（1）：47-51.[2]李清平.螺旋轴流式多相泵原理机设计初探及其内部气液两相流动的三维数值分析[D].北京：中国石油大学，1998.[3]钱自强.强迫预旋对多级泵叶片进口角的影响[J].排灌机械，1992，10（4）：6-8.[4]马希金，郭俊杰，孙永平.轴流式油气混输泵内部CFD分析及优化设计[J].化工机械，2004，31（2）：90-92.[5]张学静，李德明.多级导叶式离心泵导叶内部CFD计算分析[J].甘肃科学学报，2006，18（3）：47-50.[6]朱培烨.Euler方程的自适应多重非结构网格计算[J].航空计算技术，2003，33（2）：251-255.[7]王福军.计算流体动力学分析——CFD软件原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2004.[8]张炜，杨军虎，马雷.潜水轴流泵全流道三维湍流数值模拟[J].甘肃科学学报，2007，19（1）：105-107.[9]王瑞金，张凯，王刚.Fluent技术基础与应用实例[M].北京：清华大学出版社，2007.。
顺序输送终点混油量近似计算
关键 词 ： 序输 送 ； 油量 ； 顺 混 浓度 ； 流扩散 系数 湍
中图分 类 号 ： Ｅ ３ Ｔ ８２
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ４— ６ ４ ２ １ ）５— ０ ７— ２ １０ ９ １ （ ０ ０ ０ ０ １ ０
Ａｐ ｏ ｉ ａ ｅ Ｃａ ｃ ａ ｉｎ ｆＥｎ Ｃｏ ｔ ｍ ｉ ａ ｉｎ ｆｔ ｔ ｈ Ｔｒ ｎｓ ｒａ ｉｎ ｐｒ ｘｍ ｔ ｌｕｌｔｏ ｏ ｄ ｎ ａ ｎ ｔｏ ｏ ｈｅ Ｂａ ｃ ａ ｐ０ ｔ ｔ０
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技 东
设 备
Ｅｑ ｉ ｍ ｅ ｔ ｕｐ ｎ
２ ０ ０１
第 ５期
Ｐｉ ｅ ｉ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｐｌ ｎｅ ｃ ｎｑ ｅ
Ｎｏ ５ ．
顺 序 输 送 终 点 混 油 量 近似 计 算
成品油管道顺序输送混油和调度分析
以此确定了主要岩性的测井参数(表1)。
表1 X油藏主要岩性测井参数统计表岩性AC NG GR us/m条件单位uR/h白云岩200～210 1.5～1.8 1.0～2.0石灰岩210～220 1.8～2.2>2.0硬石膏180 3.0～4.00.5～1.03.2 沉积特征区域沉积资料表明,伏尔加-乌拉尔盆地自晚石炭到二叠纪形成石灰岩和白云岩的浅海环境,盆地西高东低,东南部变厚,沉积物源来自西北部。
早二叠世分为两个阶段。
前阶段包括萨克马尔组和亚丁组,沉积的几乎都是碳酸盐岩,后阶段孔谷组沉积了石膏、硬石膏和白云岩。
晚二叠世沉积砂岩和泥岩,主要为陆相和少量海相沉积。
区域地质资料表明,研究区在目的层沉积时期为陆表海沉积背景下的浅海潮坪沉积体系,通过对7口取芯井岩芯观察,储层主要岩性为膏岩沉积背景下发育的石灰岩和白云岩,表明目的层储层主要为台地内发育的滨岸和近岸盐湖沉积。
3.3 储层特征岩芯分析表明,目的层孔隙度值范围为10%～28%,渗透率范围集中在0.1mD～10mD,其中,P4层平均孔隙度值为18.6%,平均渗透率值为4.9mD;P5层平均孔隙度值为16.6%,平均渗透率值为4.2mD;P6层平均孔隙度值为14.0%,平均渗透率值为3.6mD。
从P4、P5和P6层岩芯分析储层物性图可见,岩芯平均孔隙度值自P4～P6逐渐变小,岩芯平均孔隙度值由18.6%下降为14.0%。
研究区自上而下共发育6套储层,分别为P2、P3、K3、P4、P5和P6,其中含油层共5套,分别为P2、P3、P4、P5和P6。
储层在研究区范围内广泛分布,厚度变化不大。
从X油藏1330井～102BTK井东西向储层对比图可见,储层厚度分布较稳定,其中,P2和P3储层位于上部,厚度较小,K3、P4、P5和P6层储层厚度较大。
从X油藏799井～407井南北向储层对比图可见,储层分布较稳定,P2、P3、K3和P4层储层厚度变化不大,而P5和P6层储层厚度变化大。
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毒＋ 毒 ［ （ 丝 Ｏ ｘ ｊ ＋ ） 一 ］ （ ２ ）
Ｏ ｘ ＝
成 品油顺序输送控 制方程 ， 就不 同倾 角 和输 送顺 序下 管 １ 。 １ ． ３ 质 量输 送 方 程 道停输对混 油段特性进行 模拟 分析 ， 对 管道停输 时混 油
段 的控制提供 理论 指导 。
序下 ， 油 品间由于物性 参数不 同会使 混油特 性发 生怎样
变化 。在前 人 研 究 中， 对 管道 顺 序 输 送 模 拟 大 多 采用 Ｖ Ｏ Ｆ模型 ， 此模型多适用 于两 种不 同相态 流体存在
自由分 界 面 的 流 动情 况 模 拟 ， 对 两 种 相 同 相 态 油 品 间混
关键 词 ： 顺序输送 ； 停输 ； 不 同倾角 ； 混油特性 ； 数值模拟
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６—５ ５ ３ ９ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ６ ． ０ ０ ４
０ 前 言
停输 ， 而输送管道 常经过 地形 复杂 有较 大落差 的地
１ 模 型 建 立
管道 中混油浓度分 布随 时问而变 化 ， 故对 管道紊 流
成品油顺序 输送 过 程 中 由于种 种原 因会 造 成 管道 １ ． １ 数 学模 型 段 ， 一般为减 少混 油段 产生 ， 管道 会 在紊 流 状态 下运 计算 采用 雷诺 时 均法 ， 通过 Ｂ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｑ 假设 ， 引入 脉 行， 其雷诺数一般 大于 １ ０ 。而当管道 停输 时 ， 管道 动造成 的 Ｒ ｅ ｙ ｎ ｏ ｌ ｄ ｓ 应 力 和质 量输 送 流率 。选 用 物质 扩
摘
要： 为 了能更好 地认识管道成 品油顺序输送停输 时混油段变化特性 ， 应用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件 组分
输送模 型 ， 对不 同倾角下 的成 品油顺序输送停输进行 了数值模拟 ， 并对模拟结果 和导 出数据进行 分 析。研究结果表 明： 停输 时， 重力和 油 品间的密度差是 造成 混油段特 性变化 的主要 因素 ， 管道倾 角
内油 品容易 出现层流 ， 管道 中心区域 与管壁 附近流速 散模 型 ， 在考 虑重 力 条件 下 ， 建 立 管道输 送 与停 输 的时 差增加 ， 使混 油 段增 加 ， 如苏 联 的古 比雪 夫一勃 克斯 均控制方程组求得 。
克成品油管段 ， 停输 几小 时 的混 油量 比连续 输送 ２ １ ６ ｈ １ ． １ ． １ 连 续 性 方 程 形成的混油 量还 要多 １ 倍 。而在 不 同倾 角 和输 送顺
越大 ， 柴油在重力势能高处 时产 生的 自然对流使 混油段长度 明显增大且所 需 时间更短 ， 汽 油在 重力
势能高处 时， 管道倾角 的增大对 混油段 的增加有 抑制作 用且混 油段浓度 分层 与管道倾角 一致。研 究结果对减少和预 防停输 时混 油段 的产 生和增加有 一定借 鉴作用 。
为前行油 品脉动浓度 ， ％； ｃ 为前行 油品的体积时均 浓度 ，
％； Ｐｒ （ （ － ） 为层 流
，
先输 汽油后输柴油 。管道 充｝ 茼汽 油后 ， 柴油在 管道 内行 进３ ｓ 时停输 （ ， ＝ ０ ｓ ） ， 混油变化情况和混油浓度 分布 见
图 Байду номын сангаас 。
Ｓ ｃ ｈ ｍ ｉ ｄ ｔ 数。
油段 行进 至管 内 ３ Ｉ ｌ ｌ 时， 油 品停止输 送 （ 设此 时 ｆ ＝ ０ ｓ ） 。 首先 研 究 重 力对 混 油 特 性 存 水 平 管 内 的 变 化 情 况 ，
ｆ 』 、 ｕ 为 脉 动 速 度 分 量 ， Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｓ ； ｐ为 密 度 ， ｋ ｇ ／ ｍ ； ｇ 为 质 链 ２ ． １ 有 无 重 力 下 管 道 停 输 模 拟 力矢量 ， ｍＩ ｓ ； Ｐ为压力 ， Ｐ ａ ； 为 层 流 动 力黏 度 ， Ｐ ａ・ ｓ ； ｃ
１ ． １ ． ４ 物 质 扩 散 模 型
望 ＋∑ 型 ： ０
３ ｔ ３ ｘ
（ １ ）
、
１ ． １ ． ２ Ｒ ｅ ｙ ｎ ｏ ｌ ｄ ｓ方 程
＋
兰 兰
Ｏ ｔ
眠 一
争 ａ ｘ
油特性 的模拟效果并不 理想 。针对 以上问题 ， 本文采 用 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ 软件组分 输送 （ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｅ ｓ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ） 模型， 建立 了
Ｏ Ｉ Ｌ Ａ Ｎ Ｄ Ｇ Ａ Ｓ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ Ｓ Ｐ Ｏ Ｒ Ｔ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ａ 第３ Ｎ Ｄ ４ 卷 Ｓ Ｔ 第 Ｏ Ｒ Ａ 期 ６ Ｇ Ｅ ｔ Ｉ 油 号 储 运 １ ７
式中： 、 为空间坐标 ； “ 、 ， 为空间时均速度变量 ， Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｓ ；
＋
Ｏ ｔ
３ 毒 ｘ ， ［ Ｌ Ｐ 南 ｒ （ Ｃ ） 一 Ｊ ］
（ ３）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６— ０ ５— ２ ７ 基金项 目： 中国石油科技创新基金 （ ２ ０ １ ５ Ｄ一 ５ ０ ０ ６— ０ ６ ０ ３ ） ； 长江青年科技创新 团队基金 （ ２ ０ １ ５ ｃ ｑ ｔ ０ １ ） 作者简介 ： 何显荣 （ １ ９ ９ ２一） ， 男， 湖北荆 州人 ， 硕士研究 生 ， 主要从事多相输送及 流体传质传热 。
１ ６
ｉ ｊ ２ 。 ６ 年 ２ 月
不 同倾 角下 成 品油 顺 序输 送 混 油 数值 模 拟
何显荣 张 引弟 杨 建平 伍丽娟
１ ． 长 江大 学 石油 工程 学院 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ １ ０ ０ ； 盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０ ２ ． 中国石油 辽河 油 田公 司 Ｓ Ａ Ｇ Ｄ开 发项 目管理 部 ， 辽宁