多相流在缓冲器内流动特性研究
本文选题：多相流测量 + 缓冲器 ； 参考：《东北石油大学》2017年硕士论文
【摘要】：低流速高含水油气水三相流流型复杂多变,各油气水相在管道内分布极不均匀并存在显著的相间滑脱,总流量和各相持率等测量参量相互耦合,导致油气水分相流量在线计量极其困难。利用三相流体进入缓冲器后流速减缓及重力分异作用,经调控实现油气水在线分离,出口端分时序形成单相水、油水两相和油气水三相等流态,在线辨识出口流态以测量各相流量。通过多相流实验结合数值模拟,研究缓冲器内各相分布特征和演化规律,缓冲器结构等因素对流场分布影响,形成流场调控方法;提取出口端相持率和流量信号的特征参量,实现流态的辨识,再进行流态转换时的时间计量。依此形成低流速高含水三相流在线测量方法,并通过三相流计量装置的实验验证,为发展国内陆上高含水、低渗透油田三相流测量仪表奠定理论基础。流场调控效果直接影响三相流测量精度,而调控效果取决于缓冲器内流动特性的识别。通过FLUENT仿真软件对缓冲器的工作流程进行了二维与三维仿真,比较了仿真结果中油气水的流型流态与实际实验中三相流的流型流态,获取油气水三相流在缓冲器内的流动特性及实验装置的适用范围。实验与仿真结果表明,缓冲器可实现将以下范围内油气水三相流的有效分离:(1)气水两相总流量:10-55m3/d(2)油水两相总流量在8-40m3/d(3)油气水三相总流量在20-45m3/d。经该缓冲器缓冲后油气水三相流精度为:油水5%,气10%,远优于直接测量。
[Abstract]:The three phase flow pattern of low velocity and high water cut oil, gas and water is complex and changeable, the distribution of each oil, gas and water phase in pipeline is very uneven, and there is significant interphase slippage, and the total flow rate and each phase holding ratio are coupled with each other. It is very difficult to measure oil and gas water phase flow online. After the three-phase fluid enters the buffer, the flow velocity is slowed down and the gravity is differentiated. The oil / gas / water on-line separation is realized by adjusting and controlling, and the exit end is divided into single-phase water, oil-water two-phase and oil-gas-water three-phase isoflow state. On-line identification of outlet flow patterns to measure the flow rates of each phase. Through the multiphase flow experiment and numerical simulation, the characteristics and evolution of each phase in the buffer, the influence of the buffer structure and other factors on the flow field distribution are studied, the flow field regulation method is formed, and the characteristic parameters of the phase holding rate and flow signal at the exit end are extracted. The identification of flow state is realized, and the time measurement of flow state conversion is carried out. The on-line measurement method of three-phase flow with low velocity and high water content is formed, and the experimental verification of three-phase flow metering device is carried out, which lays a theoretical foundation for the development of three-phase flow measurement instrument in onshore high-water-cut and low-permeable oilfields. The flow field control effect directly affects the measurement accuracy of three-phase flow, and the control effect depends on the identification of the flow characteristics in the buffer. The two dimensional and three dimensional flow patterns of the buffer are simulated by FLUENT software, and the flow patterns of oil, gas and water in the simulation results are compared with those of the three phase flow patterns in the actual experiment. The flow characteristics of oil-gas-water three-phase flow in the buffer and the applicable range of the experimental device are obtained. The experimental and simulation results show that the buffer can effectively separate the oil-gas-water three-phase flow in the following range: 1) the gas-water two-phase total flow rate: 10 ~ (-55) m ~ (3 / d) / d ~ (2) the total oil-water two-phase flow rate is 8-40 m ~ (3 / d) / d) the total oil / water three-phase flow rate is 20-45 m ~ (3 / d). After the buffer buffer, the accuracy of oil-water three-phase flow is as follows: oil and water 5am, gas 1010m, which is far better than direct measurement.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE31
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，本文编号：1831538
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