下倾⁃立管系统中严重段塞流实验研究

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2023.04.012

辽宁石油化工大学学报 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (4): 78-83.DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2023.04.012

下倾⁃立管系统中严重段塞流实验研究

汪星彤(), 冯程, 伍盛一, 徐鼎淇, 王卫强, 杜胜男()

辽宁石油化工大学石油天然气工程学院，辽宁抚顺 113001

收稿日期:2022-03-13 修回日期:2022-04-08 出版日期:2023-08-25 发布日期:2023-09-04
通讯作者: 杜胜男
作者简介:汪星彤（1997⁃），女，硕士研究生，从事油气长距离管输技术研究；E⁃mail：18340310582@139.com。
基金资助:
辽宁省教育厅科学研究经费项目(L2020027)

Experimental Study of Severe Slugging in Downward Riser

Xingtong Wang(), Cheng Feng, Shengyi Wu, Dingqi Xu, Weiqiang Wang, Shengnan Du()

College of Petroleum Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China

Received:2022-03-13 Revised:2022-04-08 Published:2023-08-25 Online:2023-09-04
Contact: Shengnan Du

摘要/Abstract

摘要：

针对严重段塞流的周期特性，通过下倾?立管实验系统进行了实验研究。基于实验数据及管内压力变化情况，分析了严重段塞流周期的变化规律，并与计算模型结果进行了相互验证。结果表明，在不同的下倾管倾斜角度、气相折算速度或液相折算速度等实验参数下，管内的流动状态会发生变化；由于立管高度不变，液塞喷发和液塞回流的时间基本不变，因此严重段塞流周期主要由液塞形成和液塞出流组成，且主要受下倾管倾斜角度、气相折算速度或液相折算速度等参数的影响。

关键词: 严重段塞流, 气液混输, 组合立管, 实验研究

Abstract:

Aiming at the periodic characteristics of severe slug flow an experimental study was carried out through the downward?riser system. Based on the experimental data and the variation of pressure in the pipe, the variation rule of the severe slug flow period was analyzed and verified reciprocally with the calculation model results. It turned out that the flow state in the tube would change under different experimental parameters such as the inclination angle of the downdip tube, the gas phase conversion velocity or the liquid phase conversion velocity. The time of the slug eruption and slug reflux was basically changeless on account of the height of the riser was invariant, so the period of severe slugging depends on the time of slug formation and slug outflow stages. And it was mainly affected by the inclination angle of downward riser, gas superficial velocity or liquid superficial velocity.

Key words: Severe slug flow, Gas?liquid transportation, Composite pipeline?riser system, Experimental study

中图分类号:

TE832

汪星彤, 冯程, 伍盛一, 徐鼎淇, 王卫强, 杜胜男. 下倾⁃立管系统中严重段塞流实验研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(4): 78-83.

Xingtong Wang, Cheng Feng, Shengyi Wu, Dingqi Xu, Weiqiang Wang, Shengnan Du. Experimental Study of Severe Slugging in Downward Riser[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2023, 43(4): 78-83.

图/表 8

图1 实验装置及流程图

图2 4个测压点的压力周期性变化曲线

图3 立管底部压力随下倾管角度的变化曲线

图4 立管底部压力随气相折算速度的变化曲线

图5 立管底部压力波动随液体折算速度变化

图6 液塞开始形成时下倾管示意图

图7 液塞即将喷发时刻下倾管示意图

表1 严重段塞流实验和计算模拟结果

v_sg/ （m·s^－1）	v_sl/ （m·s^－1）	实验值T/s		计算值T/s
v_sg/ （m·s^－1）	v_sl/ （m·s^－1）	θ=10°	θ=14°	θ=10°	θ=14°
0.029 5	0.052 4	79.0	81.0	74.8	74.9
0.062 6	0.052 4	36.0	36.0	41.3	41.4
0.029 5	0.069 9	70.5	71.0	74.5	74.7
0.062 6	0.069 9	35.0	35.5	41.2	41.3

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