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【6h】

组合立管气水两相严重段塞流响应特性的研究

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2 严重段塞流国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本章小结

第二章 实验系统与数据处理方法

2.1实验流程与主要实验设备

2.2测量装置

2.3数据采集及处理系统

2.4 实验参数与介质物性

2.5实验方案及注意事项

2.6 实验数据分析理论

2.7 本章小结

第三章 严重段塞流压力波动分析

3.1 压力波动与倾斜角度的关系

3.2倾斜角度为-1°的压力信号波动分析

3.3倾斜角度为-4°的压力信号波动分析

3.4倾斜角度为-7°的压力信号波动分析

3.5 本章小结

第四章 严重段塞流压差波动分析

4.1 压差波动与倾斜角度的关系

4.2倾斜角度为-1°的压差信号波动分析

4.3倾斜角度为-4°的压差信号波动分析

4.4 倾斜角度为-7°的压差信号波动分析

4.5 本章小结

第五章 其他流型的压力与压差分析

5.1流型介绍

5.2 严重段塞流Ⅱ型

5.3 严重段塞流Ⅲ型

5.4 稳定流型

5.5 本章小结

第六章 基于探针的持液率测量

6.1 严重段塞流Ⅰ型持液率波动与倾斜角度的关系

6.2 严重段塞流Ⅰ型持液率与折算速度的关系

6.3过渡流型的持液率分析

6.4 稳定流型的持液率

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

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摘要

严重段塞流常常发生于气、液流量较小时的海洋油气混输设备中。作为一种不稳定流型,在实际生产中会带来许多问题,如:降低油井产量、机械磨损严重、加重立管腐蚀等。因此,对严重段塞流进行系统的研究可谓刻不容缓。 本文依托西安石油大学多相流实验室,对实验平台进行改良使之适用于严重段塞流的实验研究。本文的主要内容如下: 对严重段塞流Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及稳定流型分别进行系统性的分析。研究结果表明:严重段塞流的三种流型的压力压差信号均呈周期性波动,且波动周期较为稳定;周期随倾斜角度、折算气速与折算液速的减小而增大;严重段塞流Ⅰ型的最小压力折算液速的增加而增大,随折算气速的增大而减小;严重段塞流Ⅱ型的最大压力较严重段塞流Ⅰ型的小;严重段塞流Ⅲ型的压差要明显小于严重段塞流Ⅰ型的压差;三种严重段塞流的压力呈现单峰、双峰、多峰的不同分布形式,严重段塞流Ⅰ型、Ⅱ型呈现双峰分布,严重段塞流Ⅲ型为单峰分布。严重段塞流的压差功率谱密度函数的波动范围稳定且频率较小。稳定流型的压力、压差较严重段塞流的小,概率密度分布集中,压差功率谱密度幅值也较小。 对持液率波动情况进行分析,实验发现,严重段塞流持液率呈周期性变化,且随着倾斜角度(-1°到-7°)、折算气速、折算液速的减小而增大。严重段塞流Ⅰ型、Ⅱ型持液率概率密度函数呈双峰分布,Ⅲ型则呈单峰分布;稳定流型的持液率在小范围波动,其概率密度函数分布较为集中。

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