泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究

发布时间：2017-07-14 01:18

  本文关键词：泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究

  更多相关文章： 泡排采气 集气管道 多相流动 消泡 模拟实验

【摘要】：作为煤和石油的替代能源,天然气在工业生产和日常生活中得到了广泛应用,其重要性不言而喻,加大天然气勘探开发力度、保持现有气田高效稳定生产,已成为各能源企业的共识。长期以来,地层出水造成的气井积液,是天然气开采过程中无法回避的难题。泡沫排水采气工艺以其独特的自身优势,成为使用最早、应用最普遍的排水稳产措施。但是,泡排技术在实施过程中所出现的消泡效果差、分离器严重积泡、泡沫进入脱水撬或增压机压缩缸而破坏设备工况等情况,使泡排工艺的适应性受到极大影响,限制了其推广应用。因此,为了保证单井泡排技术平稳运行,提高集输管道内的消泡效率,有必要在起泡剂、消泡剂室内评价筛选的前提下,引入基于气-液-泡沫多相管流的消泡方法研究思路,开展泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究。采用Ross-Miles法、气流法、搅拌法对8种起泡剂、2种消泡剂进行了评价,筛选出符合实验要求的起泡剂和消泡剂各1种,测试分析了浓度、温度、酸碱度、矿化度、聚合物含量对起泡剂、消泡剂性能的影响。自行设计和搭建了泡排井集输管流与消泡模拟装置,模拟单井集气管道气-液-泡沫流动,认识在不同因素条件下的流型变化；测量管道出口端泡沫高度和压力梯度,分析二者与气液比、浓度、温度等变量间的关联性,根据多元回归原理,采用SPSS软件对实验数据进行回归分析,分别得到泡沫高度、压力梯度与各因素间的数学模型。提出将雾化喷嘴和管道静态混合器用于消泡剂加注混合过程,模拟多种消泡工艺在单井集气管道中的工作状态,观察气-液-泡沫流在不同加注方式下的流型、管道沿线泡沫分布及消泡效果等相关信息。研究结果表明：UT-5D型起泡剂、FG-2A型消泡剂能够适应LHS气田地层条件,符合现场工况要求；在静态评价实验中,试剂浓度、温度、溶液矿化度对起泡剂、消泡剂性能均有显著影响,而在含酸碱或聚合物的环境中则有较稳定的起、消泡性能；在气-液-泡沫多相管流中,气液比在0.55～137.42范围内变化,多相流体呈现出4种流型,气液比α=0.55时为泡沫-液分层流,气液比α=0.978～2.615时为气-泡沫段塞流,气液比α=5.69时为气-泡沫波动流,气液比α≥10.83,开始进入气-泡沫分层流；管道出口端一定时间内收集到的泡沫量与流经测试管道的压降之间,存在一定的关联性,即同一实验条件下,气液比增大,压力梯度随之下降,相应的泡沫量也减少；采用相关性分析方法研究泡沫高度、压力梯度同各实验因素间的关系,证明气液比与泡沫高度、压力梯度均有强相关性；部分静态评价实验中对起泡剂性能有有显著影响的因素如起泡液温度,在管流实验中不再具有相同的作用；直通嘴加注消泡剂,分散效果差、与泡沫液的接触不良,难以适应多变的管流状态,而采用雾化喷嘴加注则表现出较好的消泡效果,以小口径喷嘴最为突出,具有喷雾分散粒度小、相同流量下喷射压力较高、能适应气泡直径较小的稠密泡沫消泡需求的特点。
【关键词】：泡排采气 集气管道 多相流动 消泡 模拟实验
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE86
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 研究目的及意义10
• 1.3 国内外研究现状10-17
• 1.3.1 泡沫特性10-12
• 1.3.2 泡沫管流特性研究进展12-16
• 1.3.3 泡沫消除方法及理论16-17
• 1.4 主要研究内容17-18
• 1.5 研究技术路线18-20
• 第2章 起泡剂主要影响因素研究20-33
• 2.1 起泡剂基本性能及评价方法20-24
• 2.1.1 起泡剂基本性能20-21
• 2.1.2 起泡剂性能评价方法21-24
• 2.2 起泡剂的筛选24-29
• 2.3 主要影响因素分析29-32
• 2.3.1 浓度的影响29
• 2.3.2 温度的影响29-30
• 2.3.3 pH值的影响30-31
• 2.3.4 矿化度的影响31
• 2.3.5 聚合物浓度的影响31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 泡排井集输管流与消泡模拟装置搭建33-44
• 3.1 装置流程及功能33-34
• 3.2 装置搭建34-38
• 3.3 实验方法与数据处理38-41
• 3.3.1 实验步骤38-40
• 3.3.2 测试数据的不确定度分析40-41
• 3.4 实验系统的可靠性验证41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 气-液-泡沫多相管流特性研究44-64
• 4.1 实验方案44
• 4.2 管流的主要影响因素分析44-61
• 4.2.1 起泡剂浓度对管流的影响44-48
• 4.2.2 起始温度对管流的影响48-52
• 4.2.3 管径与管长对管流的影响52-55
• 4.2.4 管壁粗糙度与弯管段对管流的影响55-58
• 4.2.5 气井采出液与聚合物对管流的影响58-61
• 4.3 不同因素相关性分析61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 泡排井集输管道加剂消泡研究64-82
• 5.1 消泡剂主要影响因素分析64-70
• 5.1.1 消泡剂性能及评价指标64-65
• 5.1.2 消泡剂筛选65-67
• 5.1.3 主要影响因素67-70
• 5.2 消泡实验条件的确定70-74
• 5.2.1 交试验设计70-71
• 5.2.2 实验结果分析71-74
• 5.3 管流消泡模拟实验74-81
• 5.3.1 气-泡沫分层流消泡74-77
• 5.3.2 气-泡沫波动流消泡77-78
• 5.3.3 气-泡沫段塞流消泡78-80
• 5.3.4 泡沫-液分层流消泡80-81
• 5.4 本章小结81-82
• 第6章 结论及建议82-84
• 6.1 主要结论82-83
• 6.2 建议83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果91-92
• 附录92-94
• 附录192-94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 方书起;李肖斌;雪金勇;;机械搅拌式发酵罐中的消泡技术研究与探讨[J];化学工程;2009年05期

2 王文奇;张庆文;李军庆;蔡子金;洪厚胜;;生物发酵过程中消泡方式的研究进展[J];中国酿造;2013年02期

3 ;消泡[J];国外纺织技术;1978年03期

4 高原义昌;王志蕙;;发酵槽内消泡与最近的话题[J];江苏食品与发酵;1979年Z1期

5 许达生,周美瑜;抄纸白水化学消泡试验[J];中国造纸;1982年03期

6 刘兴允;;消泡和抑泡技术[J];江苏化工;1982年02期

7 李惠仁;;消泡装置[J];化工设备设计;1987年02期

8 毛顺聪,黄成英;豆制品消泡技术[J];精细化工;1988年05期

9 张建民;丁腈软胶脱气消泡试验[J];合成橡胶工业;1988年05期

10 赵雅生;;新型的消泡装置—栅式消泡器[J];发酵科技通讯;1990年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 王心敏;王振嘉;牛斌;吕玉海;刘洋;陈虎;张腾;高旺斌;;气井井口固体消泡技术优化与应用[A];创新·质量·低碳·可持续发展——第十届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C];2014年

2 贾浩民;牛斌;任涛;宁梅;许飞;任发俊;陈虎;高岗;郝晓云;;靖边气田消泡工艺技术优化研究[A];石化产业创新·绿色·可持续发展——第八届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 吴飞;氟烷基改性聚硅氧烷的合成及消抑泡性能研究[D];南京理工大学;2008年

2 亚尔巴（Yarbane El Houssein）;泡沫钻探消泡方法试验研究及泡沫携岩屑能力数值模拟[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 翁仁秀;水性建筑涂料的消泡性和展色性研究[D];复旦大学;2014年

2 阎晓雨;泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究[D];西南石油大学;2016年

3 李肖斌;锥孔式消泡桨消泡性能的试验研究[D];郑州大学;2008年

4 亚尔巴（Yarbane El Houssein）;泡沫稳定性及消泡方法的实验研究[D];吉林大学;2007年

5 穆枭;三相泡沫稳定性与消泡研究[D];中南大学;2005年

6 周滢;易起泡物系及其消泡构件的研究[D];浙江工业大学;2002年

7 赵利涛;原位气泡拉伸法（ISBS）直接消泡工艺及装备的研究[D];北京化工大学;2010年

8 王珍;用于易起泡物料的新型蒸发室的研究[D];河北工业大学;2011年

9 徐飞;天然气脱硫用吸收剂MDEA溶液起泡成因及机理研究[D];东北石油大学;2014年

10 万里;原位气泡拉伸法（ISBS）分散规律及消泡再团聚过程研究[D];北京化工大学;2008年

，

本文编号：539128