水平管内油水两相流流型的研究

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言在许多工业应用中，如石油、天然气和化学工业中，气液两相流是非常常见的流动状态。

对水平管内气液两相流的流型进行深入的研究对于提升设备的效率和可靠性具有重要意义。

本论文通过数值模拟和实验研究的方法，探讨了水平管内气液两相流的流型特征及其变化规律。

二、文献综述在过去的几十年里，许多学者对气液两相流进行了广泛的研究。

这些研究主要关注流型的分类、流型转换的机理以及流型对流动特性的影响等方面。

随着计算流体动力学（CFD）技术的发展，数值模拟已成为研究气液两相流的重要手段。

同时，实验研究也是验证数值模拟结果和深化理解流动机理的重要途径。

三、数值模拟1. 模型建立本部分首先建立了水平管内气液两相流的物理模型和数学模型。

物理模型包括管道的几何尺寸、流体性质等因素。

数学模型则基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律，并考虑了气液两相的相互作用。

2. 数值方法采用计算流体动力学（CFD）方法对模型进行求解。

通过设置适当的边界条件和初始条件，得到气液两相流的流动状态。

此外，还采用了多相流模型和湍流模型等，以更准确地描述气液两相的流动特性。

3. 结果分析通过数值模拟，得到了水平管内气液两相流的流型图、流速分布、压力分布等结果。

分析这些结果，可以深入了解流型的转变过程和流动特性。

四、实验研究1. 实验装置设计了一套用于气液两相流实验的装置，包括水平管道、气体供应系统、液体供应系统、测量系统等。

通过调节气体和液体的流量，可以模拟不同工况下的气液两相流。

2. 实验方法在实验过程中，通过观察和记录流动现象，获取了流型、流速、压力等数据。

同时，还采用了高速摄像等技术，对流动过程进行可视化分析。

3. 结果分析将实验结果与数值模拟结果进行对比，验证了数值模拟的准确性。

同时，还分析了不同因素（如管道直径、流体性质等）对气液两相流流型的影响。

五、结论与展望通过数值模拟和实验研究，得到了以下结论：1. 水平管内气液两相流的流型受多种因素影响，包括管道直径、流体性质、流速等。

《水平管内气液两相流流型数值模拟与实验研究》篇一一、引言随着能源、化工等领域的不断发展，水平管内气液两相流的研究变得日益重要。

在许多工业过程中，如石油开采、管道输送、冷却系统等，都需要对气液两相流进行深入的研究。

气液两相流的流型对管道的输送效率、安全性能以及系统设计都有重要的影响。

因此，本文对水平管内气液两相流的流型进行了数值模拟与实验研究，以期为相关领域的实际应用提供理论依据和参考。

二、流型分类与数值模拟方法水平管内气液两相流的流型主要分为泡状流、弹状流、泡状-弹状混合流、环状流等。

这些流型具有不同的流动特性和相互转换的规律。

为了更好地研究这些流型的特性，本文采用了数值模拟的方法。

数值模拟主要采用计算流体动力学（CFD）方法，通过建立数学模型，对不同流型下的气液两相流进行模拟。

在模拟过程中，考虑了流体物性、管道尺寸、流动速度等因素对流型的影响。

同时，采用适当的湍流模型和两相流模型，对气液两相的相互作用和流动特性进行描述。

三、实验研究方法与结果分析为了验证数值模拟结果的准确性，本文还进行了实验研究。

实验采用水平管道装置，通过改变气液流量、管道尺寸等参数，观察并记录不同流型下的流动特性。

实验结果表明，随着气液流量的增加，流型逐渐由泡状流向环状流转变。

在泡状流中，气泡分散在连续的液相中；在弹状流中，较大的气泡或气团交替出现在连续的液相中；而在环状流中，气体核心包裹着液体在管道中流动。

这些流型的转换规律与数值模拟结果基本一致。

此外，实验还发现，管道尺寸对流型也有显著影响。

当管道直径增大时，更易形成环状流；而当管道直径较小时，更易形成泡状或弹状流。

这为实际工程应用中管道设计和优化提供了重要的参考依据。

四、数值模拟与实验结果对比分析将数值模拟结果与实验结果进行对比分析，可以发现两者在流型转换规律和流动特性方面具有较好的一致性。

这表明本文采用的数值模拟方法具有较高的准确性和可靠性，可以为实际工程应用提供有效的预测和指导。

水平井油水两相管流流量和含水率测量方法实验研究郑希科;刘兴斌;朴玉琴;李军;李洪彬;王淑萍【摘要】根据水平井测井仪器研制的总体技术方案,研制了流量与含水率测量样机,对样机在室内进行了实验.通过实验结果分析认为,低流量油井的水平井产出剖面测量需要采用集流方式测量,流量响应在各个倾斜角度下具有相同的响应规律,涡轮响应基本不受角度的影响;含水率测量必须采用适应低含水和高含水传感器组合测量,采用电容法和阻抗法是可行的,但流动管道角度的变化对含水率的响应有着一定的影响,含水率的解释需要考虑管道倾斜角度的变化.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2010(034)004【总页数】4页(P323-326)【关键词】水平井;流动模拟实验;含水率;流量;流型;电容;阻抗【作者】郑希科;刘兴斌;朴玉琴;李军;李洪彬;王淑萍【作者单位】大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453;大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453;大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453;大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453;大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453;大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453【正文语种】中文【中图分类】TE151水平井在开发过程中一旦发生局部水淹[1]将严重影响开发效果,甚至导致油井废弃。

产液剖面测试技术是水平井开发的重要配套技术,它可以提供水平井是否有水突进和水的突进位置等信息,为优化注采方案和精细油藏描述提供基础数据,是指导压裂、堵水等作业并评价其效果不可缺少的依据。

由于水平井井身结构和井筒流动状态的复杂性,给水平井测井方法和解释带来了困难,其主要表现是测井响应和工艺比直井复杂。

在多相流动的水平井中,不仅不同井段的流型不同,在同一井段也可能同时存在几种流动状态[2]。

整体来看,造成水平井测井响应复杂及解释困难的原因是由于受水平井井身结构的特殊性的影响以及流体分异的变化导致了井筒流动状态与垂直井差异较大,管道内流型、流速剖面和油水的分布状态发生了根本性的变化。

中国工程热物理学会多相流学术会议论文编号：086098 油水两相流流型特性研究吕宇玲，何利民，罗小明（中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东东营 257061）（Tel: 0546-8390736, Email: lyl8391811@)摘要：油水两相流流型是油水两相流的研究基础，本文通过自制环状电导探针、摄像和照相等方法，同步采集了持液率、压力、压差等信号，结合摄影图片来识别和划分了流型。

通过研究所采集信号的特征发现，在本研究中油水两相流的流型可分为两大类共六种流型：分层流、混合界面分层流、O/W&W 分散流、O/W分散流、W/O&O/W混合流和W/O分散流，并绘制了油水两相流流型图。

关键词：多相流；油水两相流；流型；划分0 前言油水两相流广泛存在于石油的开采和运输过程中，只有充分掌握油水两相流的流动特性，才能保证设备安全、经济地运行。

油水两相流的流型是油水两相流和油气水三相流的研究基础，近年来，一些学者针对油水两相流流型进行了大量的研究，通常采用可视观察、照相、高速摄像、电导探针、电阻探针及γ射线密度计等测试手段来采集流型的特征。

从国内外发展来看，除Simmons&Azzopardi[1]和Lovick&Angeli[2]流型图外，其它研究者的流型图均包括：分层流（ST）、混合界面分层流（ST&MI）、水层上部水包油分散流（D O/W&W）、水包油分散流（O/W）、油包水和水包油混合流（D W/O&D O/W）及油包水分散流（W/O）。

此外，在Nadler&Mewes[3]和Simmons&Azzopardi[1]流型图中包括水层上部油包水分散流（D W/O&W），Soleimani[4]和Angeli&Hewitt[5,6]流型图中包括油层上部油包水分散流（D W/O&O）。

Angeli等人[6]把水平管中油水两相流的流型分为：波状分层流（SW），混合界面波状分层流（SWD），三层流（3L），分层混合流（SM），完全分散或混合流（M）。

水平井油水两相流动测井实验研究的开题报告一、选题背景随着石油的广泛应用，对油井产量和储量的准确评价显得尤为重要。

油井的产能和储量评价主要依赖于流体的流动状态。

然而，由于油井中油水两相流动的存在，给油井的评价带来了很大的挑战。

因此，对水平井油水两相流动的测量和分析是非常必要和重要的。

二、研究内容本文主要研究水平井油水两相流动的测井实验，主要包括以下内容：1. 现有水平井油水两相流动实验方法的分析和比较。

2. 针对水平井油水两相流动的测井技术的研究和开发。

3. 对水平井油水两相流动测量数据的模拟和分析，探究其流动规律和特点。

三、研究意义1. 对水平井油水两相流动的测量和分析，有助于准确评价油井的产能和储量。

2. 研究水平井油水两相流动的测井技术，有助于发展新的测量方法和装置。

3. 分析和探究水平井油水两相流动的特点和规律，有助于更好地理解水平井的产油机理。

四、研究方法和技术路线本文将采用实验研究和数值模拟相结合的方法，具体技术路线如下：1. 设计并制造相应的水平井模型和测井装置。

2. 进行水平井油水两相流动实验，获取实验数据。

3. 针对实验数据进行数值模拟和分析，探究水平井油水两相流动的特点和规律。

4. 根据实验和数值模拟结果，分析比较现有水平井油水两相流动实验方法的优缺点，并提出改进方案。

五、预期结果通过本研究，我们预计可以获得以下结果：1. 设计和制造出适用于水平井油水两相流动实验的测井装置。

2. 获得水平井油水两相流动的实验数据。

3. 对水平井油水两相流动的特点和规律进行了初步探究。

4. 分析比较了现有水平井油水两相流动实验方法的优缺点，并提出了改进方案。

六、研究进度安排本研究计划在十八个月内完成，具体进度安排如下：第一阶段：文献综述、技术调研和研究方案制定（2个月）第二阶段：测井装置的设计、制造和实验（6个月）第三阶段：实验数据处理和数值模拟分析（6个月）第四阶段：结果分析和论文撰写（4个月）七、参考文献1. Giorgi M, Nardone G, Baldassarre G, et al. Horizontal well multiphase flow measurements [J]. SPE Production & Operations, 2000, 15(01): 50-54.2. Gao R, Huang B, Ren H, et al. Image processing analysis for horizontal well multi-phase flow measurement [J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2018, 56: 366-373.3. Huang S, Tu H, Luo L, et al. A new model for wet gas flow in horizontal pipes [J]. Chemical Engineering Science, 2018, 189: 27-39.4. Wu B, Jin N, Lu H, et al. Development of a miniaturized differential pressure transmitter for gas-liquid two-phase flow measurement in horizontal wells [J]. Journal of Natural Gas Science andEngineering, 2016, 30: 78-84.。

集流型仪器测量通道内水平油水两相流流型特征研究的开题报告一、选题背景及意义油水两相流是油气开采、石化、环保等领域中常见的流动形式。

在油井、化工厂等工业过程中，油水两相流的性质和流动特征对生产效率和环保问题都有着重要的影响。

因此，了解油水两相流的流动特性和流型转换规律是非常必要的。

在传统的研究中，油水两相流的研究更多是通过人工采集数据和分析数据来得到一些结论。

然而这种做法的局限性非常大，目前最为前沿的研究手段是将数字图像处理技术运用到其中，通过高速摄影技术来实现对油水两相流的实时跟踪和定量测量。

对于油水两相流的研究，数字图像处理技术可以在更加客观、定量化的情况下，对油水两相流的流型特征进行研究，从而更好地掌握其流动特性和机理，优化各领域生产流程，加强环保和节能工作，提高企业的竞争力和创新活力。

二、研究目的和内容本文旨在研究集流型仪器测量通道内油水两相流的流型特征，设计实现一种数字图像处理算法，用于实现对油水两相流的实时跟踪和定量测量。

具体研究内容包括：1. 油水两相流理论分析及常见的流型类型归纳。

2. 集流型仪器原理分析及其在油水两相流测量中的特点。

3. 油水两相流数字图像处理中常用的技术手段及其原理介绍。

4. 设计并实现一种能够实时跟踪油水两相流流型特征的数字图像处理算法。

5. 通过实验验证数字图像处理算法的可靠性及其测量效果。

本文研究将采用如下的主要研究方法：1. 文献资料法：对油水两相流的研究，国内外已有大量相关的文献可以参考。

本研究将通过查阅相关文献，了解油水两相流的研究现状和发展趋势，从而确定本研究的理论框架和实验方案。

2. 数字图像处理技术：数字图像处理技术已经成为油水两相流研究中不可或缺的手段。

本研究将采用数字图像处理技术来实现对油水两相流的实时跟踪和定量测量。

3. 实验方法：本研究将通过实验验证数字图像处理算法的可靠性及其测量效果，并通过对实验数据的处理和分析来研究油水两相流在不同流量、不同流态下的流型特征和流动机理。

文章编号：1000-4874(2008)-06-0702-07水平分支管路中油水两相流动研究*常英，许晶禹，吴应湘(中国科学院力学研究所工程科学研究部, 北京100190)摘 要: 该文研究了两种直径的直管油水两相流动对流型和相含率的影响和在不同管径的水平并行分支管路中的相含率变化规律。

实验设备包括内径为 50 mm 的水平主管道和内径为 25 mm的分支管路。

得到了不同入口条件下实验管段的流型和相含率图。

实验指出：管道的尺度变化对于流型的影响较小，但对于油水两相的相含率和速度滑移有显著的作用。

当油水两相流在并行分支管路中同时流动时，随着入口处水的表观流速增大，并行主管的截面油含率与并行分支管的差距逐渐缩小。

关键词：分支管；油水两相流动；流型；相含率中图分类号： O359 文献标识码： AInvestigation on the oil-water two-phase flow inhorizontal branch tubesCHANG Ying , XU Jing-yu，WU Ying-xiang(Division of Engineering Sciences , Institute of Mechanics ,Chinese Academy of Sciences, Beijing100190 , China)Abstract：The flow characteristics of oil-water two-phase flow in parallel tubes were investigated in this paper. Experiment data were presented in the junction, which were horizontal with inlet and run diameters of 50mm (inside diameter)and branch diameter of 25mm (inside diameter). The flow pattern and the holdup were obtained from the present experimental data. It was shown that the change of pipe diameter exerted a remarkable effect on the oil holdup and the two-phase slippage velocity, but a small effect on flow patterns. When the oil-water two-phase flow passed simultaneously through the run tubeand the bypass tube, the disparities between the oil holdup in the run tube and that in the bypass were narrowed with the increase of the superficial water velocity at the entrance.Key words：branch tube; oil-water flow; flow pattern; holdup* 收稿日期：2007-07-17(2008-09-27修改稿)基金项目：国家自然科学基金,油气水三相分支管流的流动特性研究(项目批准号 10572143)作者简介: 常英(1984－),女,河北泊头人,硕士生.常英，等：水平分支管路中油水两相流动研究7031引言随着海洋石油资源的大力开采，如何以最低的能量消耗来输送尽可能多的原油和天然气，以及准确在线测量油气水多相流流量已成为现今石油工业中最受关注的问题之一。