水下油嘴多相节流温降数值模拟及规律研究

摘要

水下油嘴作为水下采油树的重要部件,用来调节油气井内产出流体的流速和流量,实现油气井的生产运行和关断。由于水下油嘴处于深水高压低温环境,在节流效应影响下极易生成天然气水合物而堵塞油嘴及下游管道,研究油嘴下游温度范围,以对照水合物温压曲线适当调节产出流体的流速和流量,对生产安全至关重要。以Cameron公司的笼套式水下油嘴为研究对象,基于质量、动能、能量守恒原理、传热学和流体力学等理论,以天然气凝析液为介质,建立水下油嘴节流模型,研究了天然气过油嘴的节流温降。采用Fluent软件得到了单相甲烷和气液两相流条件下,水下油嘴的流场分布及温度分布。最后在所建立的模型基础上,研究了入口压力、出口压力、入口温度、气液比例及油嘴开度几个因素对节流温降和油嘴流场分布的影响规律。研究结果可以为深水油气田安全生产提供指导。