倾斜管多相流研究及分层配汽器研制

IMECH-IR > 力学所知识产出(1956-2008)

	倾斜管多相流研究及分层配汽器研制
	石在虹
导师	郑哲敏 ; 吴应湘
	2004
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	博士
学位专业	流体力学
关键词	石油工程倾斜管多相流分层配汽理论模型模拟实验现场应用
摘要	论文的工作主要包括倾斜管多相流动的规律研究、油井注蒸汽过程中的水力和热力分析，并根据本文的研究结果研制了一种新型的井下分层配汽器。倾斜管多相流动规律研究包括实验研究和理论分析两部分。实验是在可任意调节管道倾角多相流模拟设备上进行的。通过不同气液比、不同倾斜角度的大量实验，得到了许多有关流型、压降、空隙率的实验数据。经对实验数据的整理分析，给出了描述倾斜管多相流流型的判别准则，以及压降随气液比和倾斜角度的变化规律。理论分析是根据流动局部瞬时平衡和空间微元平均的条件，给出了一维气液两相流的普遍方程。在均流和分流模型的基础上，结合石油工程中多相流的特点，提出了针对倾斜管多相流不同流型的综合压降计算模型，得到了倾斜管多相流持液率和沿程阻力系数的相关规律。通过引入井眼轨迹计算技术，将多相流的计算方法拓展到了倾斜井筒和弯曲井筒，基本解决了定向井和水平井中的多相流计算问题。在分层配汽器研制过程中，根据本文得到的倾斜管多相流理论和实验研究结果，结合注蒸汽井的实际工况，建立了井筒内的能量方程和热传导方程，提出了注汽井筒中干度分析的数学模型。通过对水一水蒸汽流经配汽孔的能量分析，得出了配汽孔截面积与孔口前后压差和控制弹簧行程之间的关系，进而确定了孔口截面形状、自动控制弹簧的物理和力学参数。进而，研制了一种根据地层与井筒之间的动态平衡原理，通过自动调节截流孔面积的大小来消除吸汽压力对注汽量影响的新型配汽器—自适应井下分层配汽器，攻克了分层注汽中实现固定配汽比例的难题。室内模拟和现场实验表明：本文的理论模型具有较高的计算精度，计算结果符合石油工程的生产实际；研制的新型井下分层配汽器达到了很高的控制精度，现场配产效果良好。
索取号	30106
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/23704
专题	力学所知识产出(1956-2008)
推荐引用方式 GB/T 7714	石在虹. 倾斜管多相流研究及分层配汽器研制[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2004.

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