复杂地表条件下天然气集输管线积液规律研究

摘要

随着天然气工业的发展,天然气集输气管道越来越多,伴随出现的管线积液问题也得到越来越多的关注。四川普光气田地形复杂多样,管线存在严重的积液问题。为了预测积液情况,为清官提供依据,本课题需要探寻气、液两相的流动机理,研究掌握天然气管线内积液规律,探寻气、液两相的流动机理。
　　 本文首先讨论了气体持液的机理,按照两种思路对持液机理进行了分析,第一,对持液机理的各种影响因素进行分类,然后全面的分析了影响持液率的各种因素,第二,从受力角度对气体持液进行了分析。
　　 在总结分析各种起伏管路两相流的文献基础上,根据持液机理分析,最终确定了模型建立的原理,建立了新模型中流型判别式、持液率计算相关式、压降计算相关式和温降相关式。新模型将管道划分为等间距的网格,依次计算每个节点的流动参数,包括气液表观速度、压力、温度和持液率。在计算时,将计算流型、持液率、压降和温降等的各个公式进行组合,通过迭代进行计算。计算过程是通过C语言编程实现的。并且文章还在建模最后分析了新模型的创新性。
　　 最后,本文简要的分析了两种基本结构的起伏管路和一条普光气田的管线,通过将新模型的计算结果与持液机理对照,初步确定了新模型的可行性。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的意义

1.2 国内外关于地形起伏管路积液规律稳态水力学模型的研究

1.2.1 持液机理研究现状

1.2.2 地形起伏管路两相流水力学模型的研究

1.2.3 流型判别式的研究论述

1.2.4 地形起伏管路持液率相关式的研究

1.2.5 地形起伏管路压降相关式的研究

1.2.6 地形起伏管路温降相关式的研究

1.3 主要研究内容和目标

第2章 新组合模型的建立

2.1 持液机理的分析

2.1.1 对影响因素的分析

2.1.2 从受力角度分析

2.2 新模型的原理

2.3 新模型计算公式的确定

2.3.1 流型判别式的确定

2.3.2 持液率相关式的确定

2.3.3 压降相关式的确定

2.3.4 温降公式的确定

2.4.新组合模型组成结构和计算思路

2.5 计算公式介绍

2.5.1 Eaton持液率计算式

2.5.2 Beggs-Brill持液率修正相关式及流型划分准则

2.5.3 Xiao-Brill分层流模型和环状流模型

2.5.4 Flanigan相关式

2.5.5 Mukherjee-Brill流型划分准则以及持液率计算相关式

2.5.6 两相流温降的黑油模型

2.5.7 两相流均相模型计算压降

2.5.8 连续性方程

2.5.9 天然气物性的计算式

2.6 编程时的处理

2.6.1 Xiao-Brill模型的解法

2.6.2 BWRS方程的解法

2.6.3 程序的结构详解

2.7 新组合模型的创新性分析

第3章 新模型的计算应用结果分析

3.1 新模型的计算应用举例说明

3.1.1 两段式起伏单元

3.1.2 三段式起伏单元

3.2 计算结果分析

3.2.1 倾角的影响分析

3.2.2 气体流量的影响

3.2.3 分析小结

3.3 普光气田管路情况下的应用举例

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢