油气水三相流

摘要： 胜利海上油田累计开发时间长达26 a,部分平台采油井进入开采后期,出砂严重,油田管线寿命缩短,可能发生原油泄漏事故。针对平台连接输送管中的含砂冲蚀现象进行了分析探讨。使用CFD数值分析方法,考虑油气水三相流体与砂粒之间的相互作用,获得了该管道在不同输送量和含沙量下的砂粒流动特性及其对管壁的腐蚀特性。结果表明:砂粒堆积主要发生在管道弯头的外侧区域。冲蚀率随着输液量的增加而增大,冲蚀范围也同时增加。相同输液量条件下,冲蚀率随着含砂率的增加而增大,但对冲蚀范围无明显影响。

摘要： 早期的油气水三相流测井解释方法需要有密度参数,但放射性密度计早已停用,而压差密度计在流量100 m3/d以下的套管内,测量密度的分辨率极低无法应用.提出了一种基于光纤探针、阻抗传感器和涡轮流量计的组合测井仪,对该仪器在油气水三相流模拟实验装置上进行实验,分别建立光纤探针、涡轮流量计及阻抗传感器在三相流下的响应规律图版,通过图版插值的方法建立油气水三相流解释方法.实验结果表明,不同气量下涡轮响应与光纤探针响应关系曲线、涡轮响应与油水两相流量关系曲线、油水两相含水率与油水两相流量关系曲线,可用于解释气相流量、油水两相流量及油水两相含水率.

摘要： Marine riser is an important part of offshore oil and gas gathering and transportation system, which is used to connect submarine oil and gas wellheads and offshore oil and gas gathering and transportation stations.In oil and gas storage and transportation projects, marine oil and gas gathering and transportation media are mostly oil-gas-water three-phase fluids.In order to investigate the coupled vibration problem of the oil-gas-water three-phase flow marine riser system under severe slug flow, numerical calculation and empirical research were carried out.Based on the multiphase fluid mechanics theory and kinetic theory, a three-phase severe slug flow model of oil-gas-water and structural dynamics model were constructed.Combining these two models, the coupled vibration response process of the riser was simulated, and the L-type oil-gas-water threephase flow riser system with the inclined pipe tilt angle of 3°was designed and tested.Comparing the calculated and tested values, the results showed that the proposed coupled vibration response model was more suitable for studying the coupled vibration response of marine riser caused by the oil-gas-water three-phase of flug flow than the severe slug flow transient mathematical model, and the simulation of results were in good agreement with the experimental results.The pressure and displacement of the riser bottom changed periodically, and the period of change was basically the same;the pressure of fluid was the key factor that caused the coupled vibration response of the riser system.These research results provide a reference for the analysis of the coupled vibration response characteristics and structural design of the oil-gas-water three-phase flow marine riser system under severe slug flow.%海洋立管是海上油气集输系统的重要组成部分,用于连接海底油气井口与海上油气集输站.在油气储运工程中,海洋油气集输介质多为油气水三相流体.为了研究油气水三相流海洋立管系统在严重段塞流作用下产生的耦合振动问题,进行了数值计算与实证研究.基于多相流体力学与动力学理论,构建了油气水三相严重段塞流模型和海洋立管结构动力学模型,结合这2个模型,模拟了立管耦合振动响应过程,并设计了下倾管倾斜角度为3°的L型油气水三相流立管系统进行实验.对模型计算值和实测值进行对比,结果表明:所提出的耦合振动响应模型比现有严重段塞流瞬态数学模型更适用于油气水三相段塞流引起的海洋立管耦合振动响应问题的研究,计算结果与实验结果较吻合;立管底部压强与底部位移呈周期性变化,且变化周期基本一致;流体压强是引发立管系统耦合振动响应问题的关键因素.研究结果为油气水三相流海洋立管系统在严重段塞流作用下的耦合振动响应特性分析及其结构设计提供了参考.

摘要： 油田开发中油气水三相流共存是普遍存在的现象,由于气相的干扰,使原有测量两相流的仪器不能满足多相流测量精度的要求。为了解决油井井下油气水三相流流量测量精度低的问题,设计了低产液高含水条件下,井下气液分离装置的物理模型。在此基础上,构建了气液分离装置模型。利用Fluent模拟仿真软件对模型进行数值模拟,得到20~60m^3/d流量下气液分离的效率,仿真结果显示该模型气液分离效率高,具有很高的可行性。设计的气液分离装置为整体实验样机设计制作奠定了理论基础。

摘要： 油田开发中油气水三相流共存是普遍存在的现象,由于气相的干扰,使原有测量两相流的仪器不能满足多相流测量精度的要求.为了解决油井井下油气水三相流流量测量精度低的问题,设计了低产液高含水条件下,井下气液分离装置的物理模型.在此基础上,构建了气液分离装置模型.利用Fluent模拟仿真软件对模型进行数值模拟,得到20～60 m3/d流量下气液分离的效率,仿真结果显示该模型气液分离效率高,具有很高的可行性.设计的气液分离装置为整体实验样机设计制作奠定了理论基础.

摘要： Serial communication is often used in conventional data acquisition system.However,laptop without serial port is often used in the industrial measurement.So,data acquisition using USB communication is more suitable for commercial measure.To facilitate the measurement of oil-gas-water three phase flow parameters,a flow parameter acquisition system is designed.The system include upper monitor and data acquisition module.The upper monitor controls the data acquisition module to collect the three-phase flow parameters through the USB port.Transfer pressure,temperature,optical fiber and other parameters are collected by data acquisition card to upper monitor with USB.Use the LabVIEW software program to control data in the upper monitor.Data acquisition,processing and analysis is realized.The experiments show and data analysis that the acquisition system has the characteristics of high precision,high stability.%传统数据采集系统常采用串口采集数据,但工业测量中常使用没有串口的笔记本电脑,故基于USB的数据采集更适用于工业测量.为实现油气水三相流流动参数测量,搭建流动参数采集系统,系统包含上位机与数据采集模块.上位机通过USB控制数据采集模块采集三相流流动参数,将采集的压强、温度和光纤折射率等参数通过USB传输至上位机,在上位机LabVIEW软件中编程对数据进行控制,实现数据实时采集、处理与分析.实验表明和数据分析该采集系统具有精度高、稳定性高等特性.

摘要： 氮气式水击泄压阀的压力精度设定问题与油气管道系统能否安全运行紧密相关,为进一步提高泄压阀的设定压力精度,构建了油气水三相流耦合水击模型和阀芯运动力学模型;根据泄压阀的工作原理,对泄压阀阀芯的受力情况进行分析,建立水击压强、氮气压力、弹簧力之间的数学联系;实现了油气水三相流耦合水击模型和运动力学模型的融合.研究结果表明:构建的数学模型能准确地计算出符合实际工况的水击压强、氮气压力、弹簧力的理论数值;水击压强、氮气压力与弹簧力大小呈周期性变化;氮气压力与弹簧力设定数值的确定,可进一步提高泄压阀的设定压力精度.

摘要： 在进行油气水三相流混输管路压降的计算中,需要涉及到很多内容,不仅包括数值计算知识,同时还包括流体力学以及数学建模等内容.鉴于多相流动计算机理的复杂性,并没有规范系统的计算方法进行研究,主要针对油气水三相流混输管路压降计算方法进行探析,希望为油气水三相流混输管路压降的计算研究提供一定帮助.%In the calculation of the pressure drop of the mixed pipelines of oil-gas-water three-phase flow,it involves a lot of content,including not only the numerical calculation knowledge,but also the contents of fluid mechanics and mathematical modeling, in view of the multi-phase flow computer.The complexity of the theory is not regulated by systematic calculation methods.In the following,this paper analyzes the pressure drop calculation method for the mixed pipelines of oil and gas and water three-phase flow, hoping that it is a pressure drop for the mixed pipelines of oil and gas and water three-phase flow.Computational studies provide some help.

摘要： 本文介绍了油气水三相流检定试验装置设计,主要包括装置的技术指标、工艺流程、功能及结构.油气水多相流量标定试验装置按功能分为稳压供水、稳压供油及稳压供气单元;油、水和气流量测量调节单元;液体流量自检单元;水表、油表及气表检定单元;模拟井筒单元;控制单元及视频监控单元。该装置既可以进行单相和多相流量、含水等计量仪器的检定校验,又可以模拟油气水三相流的流型流态以及进行井下测试仪器的开发,开展油气水三相流一些前沿性和基础性的实验,是一套功能比较完备的实验装置,整体技术指标达到国内领先水平.

摘要： 水平井油气水三相流动由于受井斜、相重力差异、流体间相互作用等多种因素影响，使得三相流动变得非常复杂，生产测井仪器响应与垂直井中的响应极不相同，给准确获取油井产层的持率和流量两个关键参数造成很大困难。水平井油气水三相流动实验以相似理论为基础，采用Sondex公司的下井仪器在更接近井下大斜度井水平井生产状况的大管径中进行模拟测量，结合数学模拟方法，研究了水平井油气水三相流的流型和持率计、连续流量计仪器的响应规律，为建立测井解释模型或方法奠定基础。

摘要： 油气水两相及三相流广泛存在于石油化工，生物化工，食品化工，矿物工程及能源工程中。本文将双环电导探针扩展应用到垂直上升管的油气水三相流相含率测量中。设计了垂直上升管内油气水三相流的试验管段。实验采用自行设计的双环电导探针和相应的信号处理电路，对油气水三相流中含水率进行了在线测量。本文在高含水率的工况下进行油气水三相流的动态标定。在均匀泡状流下，随着含水率的升高，双环电导探针的测量误差减小。在弹状流流型下，对两个双环电导探针与双螺旋电感探针的测量结果比较发现，双环电导探针可以清楚且准确的反映出管内流型的变化。

摘要： 多传感器融合是多相流测量的主要思路。本文提出基于弯管与电导的油气水三相流测量方法，在水相连续、气相和油相以泡状分布在水中时，根据流体均相流模型和弯管气液两相流修正系数实验，建立了油气水三相流测量模型。实验结果表明，此测量方法可以得到较好的测量结果。

摘要： 目前我国陆上油井主要为处于高含水期的低产液生产状态，井内流压降低导致原油脱气形成油气水三相流流动现象。为了研究油气水三相流在油井中的流动规律，本文利用纵向多级阵列电导式传感器（VMEA）在内径为125mm的垂直有机玻璃管道中进行了低流速油气水三相流动态实验，采集了四种油水混合液量下不同含油率随气相表观速度增加的电导波动信号，识别了水为连续相的五种典型油气水三相流流型，并提取了五种流型电导波动信号的Lempel-Ziv复杂性和近似熵两种复杂性测度，分析了不同流型的动力学特征以及流型转化规律。研究结果表明：两种复杂性测度对五种流型具有敏感的指示器作用，泡状流的复杂性测度最高，段塞流最低；另外，油相作用使得高含油时乳状段塞流动力学复杂性变得更加简单。对两种复杂性测度组合能够较好地对油气水三相流流型进行线性可分，两种复杂性测度随三相流流动参数变化规律有助于理解流型转化非线性动力学机制。

摘要： 以35号润滑油，空气和自来水为试验介质，应用高速摄像机对垂直上升管内的油气水三相流的六种典型流型进行了动态图像的拍摄。提取每一帧图像的灰度均值组成时间序列，对其进行混沌特性分析，提取序列的HURST指数，关联维以及分别以2和e为底的最大李亚普诺夫指数，组成特征向量，输入支持向量机进行流型分类。试验结果表明：连续图像的灰度时间序列的混沌特性能够对油气水三相流的典型流型进行很好的表征，结合支持向量机进行分类，识别率达到90％以上，为流型的在线识别提供了一种新方法。

摘要： 基于皮球及伞集流涡轮流量计与放射性密度-持水率计组合仪在油气水三相流流动环中的动态测量结果,建立了预测三相流总流量的涡轮流量计物理模型及软测量模型,给出了具有较高精度的三相流总流量预测结果,表明利用皮球及伞集流型涡轮流量计仍然可以有效地测量油气水三相流总流量.

摘要： 含水率的测量是实现油气水三相流相含率在线测量的重要组成部分。实验表明，通过测量水的电学特性可以方便的测量多相流中的含水率。本文结合已有的双环电导探针，重新设计了基于除法运算的测量电路，使气水两相流过程中含水率与输出电压成为线性关系，提高了测量精度。

摘要： 油气田开发中的油气水三相流体的计量方式有多种,不分离计量技术由于其具有广泛的优越性,成为多个油气田研究和探讨的课题,其应用成为普遍的新技术推广项目.文章介绍了不分离计量技术及其装置,探讨了在油气田应用的可行性并分析了应用现状和前景.

摘要： 本文阐述了国内外油-气-水三相流流型研究进展情况，研制了一套流型观测实验装置，对大庆油田采油十厂环状原油集输管道内油-气-水三相流的流型进行了现场试验，并对试验数据和拍摄的典型资料进行了分析，给出了流型随着掺水量的降低渐变的对比图。得出原油正常输送的情况下，环状管道中油-气-水三相流的流型主要为分层流、三层扰动流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全扰动流，并分别对每种流型图的成因及典型特征进行了解释分析。总结出由于掺水量和回油温度的逐渐降低、掺混力度的增强影响下气相、油相、水相的变化趋势。

摘要： 本发明涉及一种消除水的矿化度影响的油气水三相流微波持水率测量系统，包括微波传感器，高频信号源，功分器，幅值衰减和相位移动检测模块、数据采集模块和计算机，所述的微波传感器包括矩形微带天线构成的传感器的发射端，以及由相同的矩形微带天线构成的传感器的接收端，二者夹持在测量管道的外管壁上，从而形成矩形微带天线微波传感器，每个矩形微带天线为矩形平面结构，包括介质基片，敷设于天线介质基片背部的参考地，敷设于介质基片正面的矩形辐射贴片以及设置在辐射贴片上的馈电点。

摘要： 本发明提供一种基于连续相导电特性补偿的油气水三相流持气率测量方法，测量管道为竖直向上管道，所述的三相流为油气水三相流，所采用的传感器为电导网格传感器和分布式同轴电导传感器；所述的电导网格传感器包括激励电极和接收电极，电导网格传感器采用循环激励模式，当完成一次循环激励后，电导网格传感器输出一帧数据，对应油气水三相流中气相分布的一幅图像。分布式同轴电导传感器包括三个同轴电导传感器；三个同轴电导传感器均匀地安装在测量管道同一个径向截面的周围，每个同轴电导传感器的前端设置有液体延拓区，该液体延拓区被设计为斜向上，与测量管道径向截面呈30°夹角。

摘要： 本发明属于多相流动测量领域，主要涉及多相流相含率的测量领域，尤其公开了一种油气水三相流相含率测量装置，它基于双螺旋电容传感器，能够对油气水三相流相含率进行精确测量。它包括：至少一个双螺旋电容传感器，信号处理电路，分别与信号处理电路连接的微弱电容测量电路和含水率测量电路；所述双螺旋电容传感器选择性地连接微弱电容测量电路或含水率测量电路；当管道中为油气时，所述双螺旋电容传感器与微弱电容测量电路连接，信号处理电路输出油的相含率，当管道中含水时，所述双螺旋电容传感器与含水率测量电路连接，信号处理处理电路输出水的相含率。

摘要： 一种用于科式质量流量计油水两相流和油气水三相流的实验装置，其特征在于，输液管道一端连通储液箱的底部，另一端设置在储液箱的上方开口部，输液管道中连通一个输液泵、两台质量流量计及阀门；输气管道进口端依次连通输气泵、控制阀门、超声波流量计、气体单向阀；气体管道出口端连通在两个质量流量计之间的液体管道上。在储液箱箱体内的上部设置一个变速的搅拌机。本发明结构简单，拆装方便，可以很好的对科式质量流量计进行两相流和三相流的测试。

摘要： 本发明涉及一种消除水的矿化度影响的油气水三相流微波持水率测量系统，包括微波传感器，高频信号源，功分器，幅值衰减和相位移动检测模块、数据采集模块和计算机，所述的微波传感器包括矩形微带天线构成的传感器的发射端，以及由相同的矩形微带天线构成的传感器的接收端，二者夹持在测量管道的外管壁上，从而形成矩形微带天线微波传感器，每个矩形微带天线为矩形平面结构，包括介质基片，敷设于天线介质基片背部的参考地，敷设于介质基片正面的矩形辐射贴片以及设置在辐射贴片上的馈电点。

摘要： 本申请提供一种基于ERT和EMF测量油气水三相流液相流量的方法及装置，该方法包括：获取待测量的三相流数据；对三相流数据进行预处理，得到预处理后三相流数据；根据适用边界，确定适用范围；根据预处理后三相流数据及适用范围，选取不同方式预测三相流液相流量。该方案在不同适用范围内，采用不同预测方式，可以提高预测精度。

摘要： 本发明提供一种基于连续相导电特性补偿的油气水三相流持气率测量方法，测量管道为竖直向上管道，所述的三相流为油气水三相流，所采用的传感器为电导网格传感器和分布式同轴电导传感器；所述的电导网格传感器包括激励电极和接收电极，电导网格传感器采用循环激励模式，当完成一次循环激励后，电导网格传感器输出一帧数据，对应油气水三相流中气相分布的一幅图像。分布式同轴电导传感器包括三个同轴电导传感器；三个同轴电导传感器均匀地安装在测量管道同一个径向截面的周围，每个同轴电导传感器的前端设置有液体延拓区，该液体延拓区被设计为斜向上，与测量管道径向截面呈30°夹角。

摘要： 本发明属于多相流动测量领域，主要涉及多相流相含率的测量领域，尤其公开了一种油气水三相流相含率测量装置，它基于双螺旋电容传感器，能够对油气水三相流相含率进行精确测量。它包括：至少一个双螺旋电容传感器，信号处理电路，分别与信号处理电路连接的微弱电容测量电路和含水率测量电路；所述双螺旋电容传感器选择性地连接微弱电容测量电路或含水率测量电路；当管道中为油气时，所述双螺旋电容传感器与微弱电容测量电路连接，信号处理电路输出油的相含率，当管道中含水时，所述双螺旋电容传感器与含水率测量电路连接，信号处理处理电路输出水的相含率。

摘要： 一种用于科式质量流量计油水两相流和油气水三相流的实验装置，其特征在于，输液管道一端连通储液箱的底部，另一端设置在储液箱的上方开口部，输液管道中连通一个输液泵、两台质量流量计及阀门；输气管道进口端依次连通输气泵、控制阀门、超声波流量计、气体单向阀；气体管道出口端连通在两个质量流量计之间的液体管道上。在储液箱箱体内的上部设置一个变速的搅拌机。本实用新型结构简单，拆装方便，可以很好的对科式质量流量计进行两相流和三相流的测试。

摘要： 本实用新型涉及油井、气井测井技术领域，特别涉及一种多角度全集流仿仪器流道油气水三相流实验装置。该装置包括油水分离系统、变频恒流系统、模拟井实验系统、计算机控制系统。油水分离系统与变频恒流系统相连，变频恒流系统与模拟井实验系统相连，模拟井实验系统与油水分离系统相连，计算机控制系统与变频恒流系统相连；本实用新型提供的实验装置，最大程度模拟油水两相或油气水三相流体经过集流伞进入测井仪器内部管道后流体的状态，了解不同倾斜角度、流量及含水率下，测井仪器内部流体流型、持水率、压差等的变化。实现对管道内部示踪剂的释放，有利于摄像机清晰的拍摄出油相或水相的运动轨迹。