油气集输前沿技术.ppt

五、石油大学研究情况(二)、研究成果石油大学油气集输研究室90年代初曾对PIPEPHASE进行了较深入的研究，以后为塔里木、东海平湖-上海海底管道开发的动态监测软件受到委托方的好评，并纠正了PIPEPHASE的若干计算错误，增加了部分瞬态计算功能。“九·五”期间，在中油和学校支持下建成了3”、350米带清管装置的大型实验装置，改善了多相流研究的硬件环境，相信经过若干年努力，对石油多相流和软件开发和商品化方面一定能列入世界先进行列。目前我们已经研制出了用于多相混输模拟计算的软件，该软件包含有组分模型、黑油模型、凝析气模型、单相气模型和单相液模型等五种热力学模型，可以用于计算流体的热物性参数，因此可用于凝析油气混输管道、油、气、水三相混输、单相气体管道、单相液体管道等的模拟计算。第23页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三第二部分多相流量计一、相分率测量方法二、多相流量测量方法三、多相流流量计第24页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三一、相分率测量方法①射线吸收法②电学法③微波法④倒U型管测量（气液比）法⑤热扩散法第25页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三一、相分率测量方法①射线吸收法射线穿过多相流体时被流体吸收，吸收的程度与多相流的密度有关，根据射线的吸收程度可得流体混合物的密度，进而计算多相流各相分率。基于射线吸收原理测量多相流平均密度和相分率时，常采用γ射线。若采用单束射线，因射线覆盖流体流动截面的限制，其测量值与流型间的关系很大，不能代表截面上的平均密度，影响相分率的测量精度。为提高测量精度，常采用多束射线或双能（源）多束射线。射线源常采用銫137或镅241等。第26页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三一、相分率测量方法②电学法在大多数情况下多相混合物中气液相的介电常数不相等并且差别很大，利用这种性质可测量混合物中气液相分率。通常浸在气液混合物中的两电极可视为一个电容器，电容值得大小与混合物地介电常数有关，而介电常数是气相介电常数、液相介电常数和空隙率的函数，因此测量电极的电容值得大小就可以得到混合物的空隙率。研究表明，在气液流动中，电极间电容值得大小不仅与气体和液体的介电常数有关，而且在很大程度上与流型（即空隙率的分布）有关。这增加了测量的难度，设计中应做适当处理。采用电学法测相分率时，由于介质温度对其电学性质的影响，故在测量时应保持被测介质有恒定的温度。测量管段应该是绝缘的。一般要用非导电材料做测量管。电学法测量的最大优点是能进行瞬态测量，此外还具有结构简单、价格低、易于实现等优点，所以一直受到人们的普遍关注，并提出各种改进方法以解决测量中存在地问题。第27页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三一、相分率测量方法③微波法通过对微波腔谐振频率的测量来确定混合物内的相分率。实现方法是把一个小的探针插入谐振腔中，把微波能量耦合到腔内。当谐振腔内通过多相流体时，探针检测到的谐振波是流体介电特性、相分率和各相分布状况的函数。Texaco含水监测仪就是利用微波法测定原油含水率仪表中较好的一种，其商品名为Starcut。不论油为连续相还是水为连续相，该仪表均能精确测量原有含水率，含水率范围从0～100％并允许管线中存在部分气体。第28页，讲稿共55页，2023年5月2日，星期三一、相分率测量方法④倒U型管测量（气液比）法当三相流体流过U型管时，在垂直上升段和垂直下降段产生压力降，这个压力降由三相混合物的重位压力降和摩擦压力降两部分组成。三相流体在向上几向下流动时，气体和液体之间的速度差是不同的，由于重力的作用，向上流动时，气体速度比液体速度大；向下流动时，液体速度比气体速度大，因此相比率是不同的，根据多相流理论分析计算，可以得到三相混合物的气液比。该方法应用流体力学原理以及多相流理论来测量气液比的方法，具有简单、稳定、准确的特点。据介绍，该方法的测量偏差小于2.0％。第2