矿场集输管路知识点本章主要讲述混输管路的分类和优点混输

1、第四章 矿场集输管路知识点本章主要讲述混输管路的分类和优点、混输管路的流动参数和技术术语、混输管路的特 点和处理方法、 两相流压降计算等方面的内容， 并且探讨了与多相流有关的几个问题。 其目 的是使学员通过本章的学习， 充分了解混输管路在油田建设和油田生产的重要作用， 并且对 混输管路与单相管路的不同之处 （特点、 压降计算等）有一个全面的认识。 本章的重点为混 输管路的参数和术语、 混输管路的特点以及压降计算等部分的知识。 建议学员要与单相管路 （输油管、输气管等）对比进行本章学习，这样可以加深对混输管路的特殊性的理解。知识点 1：气液两相管流的参数和术语（一）流量1、质量流量： 单位时间内

2、流过管路横截面的流体质量。2、体积流量： 单位时间内流过管路横截面的流体体积。（二）流速1、气、液相流速2、气、液相表观流速3、气液混合物流速4、气液相质量流速（三）气液相对流速参数（四）气液含率1、气液质量含率2、气液体积含率3、气液截面含率4、三种含率之间的关系（ 1）体积含气率与质量含气率之间的关系（ 2）质量含气率与截面含气率之间的关系（ 3）体积含气率与截面含气率之间的关系（五）两相混合物的密度1、流动密度2、真实密度知识点 2混输管路的特点和处理方法（一）混输管路的特点1、流型变化多2、存在相间能量消耗3、存在相间传质4、流动不稳定5、存在非牛顿流体和水合物（二）气液两相管路的处理

3、方法1 、均相流模型2、分相流模型3、流型模型知识点3.两相流压降计算式（一）杜克勒I压降计算式（只适应于水平管）（二）杜克勒II压降计算式（只适应于水平管）（三）Beggs- Brill（贝格斯一布里尔）相关式（四）Mukherjee Brill 相关式（五）Flanigan 相关式1、管路起伏对两相管流的影响管路沿线存在起伏时， 不仅影响两相管路的流型， 而且液相大量聚积在低洼和上坡管段 内，使气体的流通面积减少、流速增大，造成较大的摩擦损失和滑脱损失。（1）对流型的影响根据布里尔流型划分法，管路上倾时很少有分层流出现，而管路下倾时经常遇到分层流。（2）管路上坡举升气液混合物所消耗的能量在

4、下坡时得不到全部回收上坡举升流体所引起的压力降为：卜月+«（1 xj家，由于重力的影响使液相流速减慢，液体所占的流通面积增大，平均截面含液率增加；浮力的作用使气体流速增加，流通面积减小，平均截面含气率匚减小；相反，在其下坡段，由于重力和浮力的作用, 使 J减小，匚增大，并且液相密度远大于气相密度，所以下坡段所回收的压能不能完全补偿上坡段举升流体所消耗的能量。故管路沿线地形起伏时，管路的压降除克服沿程摩阻外，还包括上坡段举升流体所消耗的、在下坡段不能完全回收的压能损失，这是两相管路不同于气液单相管路的重要特征。2、弗莱尼根关系式弗莱尼根在研究许多现场数据后得出结论：（1）管路下坡段所回

5、收的压能比上坡段举升流体所消耗的压能小得多，可以忽略；（2）上坡段由高差所消耗的压能与两相管路的气相表观流速呈相反关系，表观流速趋 于零时，高程附加压力损失最大；（3）由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路爬坡高度的总和成正比，和管路爬坡 的倾角、起终点高差的关系不大。1958年，弗莱尼根建立了两相管路由于高程变化所引起的附加压降厶 Ph 的计算式为:（Pa）式中，工Z管路上坡高度的总和，m;Fe起伏系数，它和气体的折算速度有关，无因次= 1 + 1.0785起伏管路的总压降为水平管路压降与起伏附加压降之和，由任一种两相水平管路压降关系式求水平管路的压降，利用弗莱尼根关系式计算管路起伏引起的附加

6、压力损失，然后叠加求得起伏两相管路的总压降。知识点4.段塞、清管与磨蚀（一）段塞1、段塞流分类1）水动力段塞流2）地形起伏诱发的段塞流3）强烈段塞流2、强烈段塞流（1）立管底部堵塞（2 ）立管排液（3 ）液塞加速（4 ）立管排气3、强烈段塞流的抑制（二）清管1、清管频率2、清管器运行速度3、管路干燥（三）磨蚀知识点5.多相泵为气液混合物增压的水力机械称多相泵。在生产流程中使用多相泵有如下优点：减少边缘井井口回压，增加油井产量，延长油井寿命；对于储量和产量不大的边缘油田，按常规流程开采油田时，需将油井产物进行气液分离，气液分别用泵和压缩机增压用独自的管路送往新建的集油站、 压缩机站或火炬系统等，

7、 投资大，其生产成本常在边缘油田的经济开采 界限以上，不得不放弃这些边缘小油田的开采。同样，海洋主力油田周围有许多储量不大的边缘油田，若按主力油田方式开采这些油田，或者因为产量较小， 或者因为水域较深， 建设生产平台技术上难度大、经济上也得不偿失。若利用多相泵（安装于井口平台或海底）对边缘油田生产的油气进行增压，气液混输至临近的现有生产平台上进行加工，能降低生产成本，使边缘油田得以经济地开采；与常规流程相比，采用多相泵的占地面积小、 生产流程简单、流程的密闭性好。多相泵同时起泵和压缩机的作用，对气液混合物进行增压。与压缩机类似，一般希望泵有较高的入口压力，以提高泵对气液混合物的增压效果、减小增

8、压所耗功率。除对水力机械（泵、压缩机）的一般要求外，由于泵送对象气液混合物的特殊性， 对多相泵还有以下特殊要求。能适应气液体积流量和气液比大幅变化的能力。由于油田生产的特点， 通过泵体的气液混合物的体积流量常有较大幅度的变化，泵增压所消耗的功率也有大幅度变化。此外，由于气体具有可压缩性，泵在增压过程中，随压力增加，气液体积流量减小，因而，要求泵对气 液流量的变化有很强的适应能力。现场试验表明，泵进口气液混合物的气液比例极不均匀， 在一段时间内接近100%液体，另一段时间内接近 100%勺气体，气液常交替地流过泵体。有较强的抗磨、 抗蚀能力。未经加工的油气水混合物较脏，除水以外，还含有一定量的砂

9、子等固体杂质，因而泵必须抗磨、抗蚀。能适应不同环境的要求。 油气田所处地域不同， 自然环境各异，要求泵能适应恶劣的自 然环境。为避免建设昂贵的海洋平台， 有时要求将多相泵安装于海底， 这就要求泵能完全自 控，工作十分可靠，有较长的（12年）无故障连续运行时间。知识点6:两相管路起伏附加压降的影响两相管路沿线地形起伏所引起的附加压降十分惊人，例如，美国有一条16英寸的两相管路通过36个不大的小丘，按水平管路估算的压降为 1.7 X 105Pa,投产10天后压降稳定在 20.4 X 105Pa,约为按水平管估算压降的 12倍，可见两相管路沿线起伏对压降的影响不可忽 视。在选线工作中有时会出现线路长

10、、地势平坦的方案优于线路短而沿线有较大起伏的方案。知识点7:立管顶部节流法为使系统稳定运行，必须在立管底部出现新液塞并进入立管、在管内增长至立管顶部前，将液塞排出立管，使气液混合物在系统中连续流动。为此，把混合物流速（气液相表观速度之和）作为控制参数，若减小，表示将发生阻塞。为举升刚形成的液塞，出油管路的压力应高于立管下游分离器或捕集器的正常平均操作压力。立管顶部节流可增大管路和捕集器之间的差压，利于在立管内刚形成的小液塞流向捕集器，见下图。图中，以气液混合物的流速作为控制阀的设定值， 混合物流量较大时增大控制阀开度；反之，流量较小、易发生强烈段塞流时，减小阀的开度，增大出油管和立管底部与捕集器间的压差，增大混合物的流量。 节流的缺点是井的回压增大，可能