對于凝析天然氣管道以及凝析氣井而言,積液一直是生產(chǎn)運行中的重要問題。在凝析天然氣管道運行過程中,溫度壓力的變化可能導(dǎo)致凝析液的出現(xiàn)。當(dāng)凝析天然氣管內(nèi)液相不能被攜帶出去,在重力作用下,液相會在地勢較低的管段或者管道底部的彎頭處積聚,從而形成積液,影響凝析氣的輸送效率,甚至是整個管道的安全。另外,由于凝析氣井的開發(fā)生產(chǎn)中常常伴隨著凝析油或產(chǎn)出水,在凝析氣田的開發(fā)以及凝析氣井的高產(chǎn)期之后,井底壓力和產(chǎn)氣量會逐漸降低,氣井的攜液能力變?nèi)?當(dāng)井內(nèi)氣流不能將所有凝析油、水?dāng)y帶至井外時,這些液相會在井底積聚從而形成積液,影響氣井產(chǎn)量甚至導(dǎo)致氣井停產(chǎn)。因此,研究凝析天然氣管內(nèi)積液流動規(guī)律以及凝析氣井的臨界攜液流量對管道及氣井的安全運行、生產(chǎn)以及提高效益具有重要意義。本文利用Fluent軟件模擬了500種工況下不同的管徑、初始積液量、管道傾斜角、積液性質(zhì)對凝析天然氣管內(nèi)積液起始條件的影響,從模擬結(jié)果得出:管徑和管道傾斜角的變化均會給臨界氣速帶來較大的影響,積液運動粘度的變化所帶來的影響次之,起始積液量的變化對臨界氣相速度的影響最小。另外,本文根據(jù)能量守恒方程,推導(dǎo)出液滴變形參數(shù)與臨界韋伯?dāng)?shù)的函數(shù)關(guān)系式,... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隨著氣速增加，積液被帶離底部彎頭的過程

9截面的追蹤，且只需求解能量方程和動量方程。2.2模型建立以及網(wǎng)格劃分2.2.1模型建立本文借助Fluent的前處理軟件DesignModeler建立凝析天然氣管內(nèi)積液流動情況的數(shù)值模擬的物理模型，相關(guān)尺寸參考文獻(xiàn)[8]中的實驗參數(shù)。文獻(xiàn)[8]中所做實驗提供了3種不同的傾角（1.3°、1.7°和2.1°）、4組積液量（50、100、200和300ml）和2組積液（水和60%甘油-水溶液），管徑為50.8mm，管長為18m。建立好的管道模型如圖2-2所示：圖2-2凝析天然氣管道的物理模型2.2.2流場網(wǎng)格劃分常常的網(wǎng)格類型有三角形網(wǎng)格、四邊形網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格、棱錐網(wǎng)格等。網(wǎng)格類型的選取會直接影響數(shù)值模擬的結(jié)果。網(wǎng)格又可以分為結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格，結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格易于實現(xiàn)區(qū)域的邊界擬合，適于流體的計算，生成速度快，生成的網(wǎng)格質(zhì)量高且結(jié)構(gòu)較為簡單，適用于規(guī)則形狀的物理模型。而非結(jié)構(gòu)化可以用于不規(guī)則的物理模型。因此，本文在網(wǎng)格劃分時將物理模型分為兩個直管和銜接直管的彎頭部分，其中直管部分采用結(jié)構(gòu)化的六面體進(jìn)行劃分，而中間不規(guī)則的彎管部分采用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行劃分，如圖2-3及2-4所示：西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-3凝析天然氣管道網(wǎng)格劃分整體圖圖2-4凝析天然氣管道網(wǎng)格劃分局部圖2.3Fluent求解器的設(shè)置將劃分好的網(wǎng)格模型導(dǎo)入Fluent后，在模擬之前需要針對模型以及工況等進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。2.3.1設(shè)置求解器及運行環(huán)境（1）選擇求解器雙精度求解器內(nèi)存占用量適中，求解時的精度比單精度求解器更高且結(jié)果也更準(zhǔn)確。本文在進(jìn)行凝析天然氣管內(nèi)積液模擬時選擇雙精度基于壓力的求解器。另外，本文數(shù)值模擬所研究的是凝析天然氣管內(nèi)積液的流動情況，積液的流動是動態(tài)的，為非定常流動，在Time選項處應(yīng)選擇Transient選項。（2）設(shè)置參考壓力本文所有工況下的數(shù)值模擬的參考壓力均為系統(tǒng)默認(rèn)值101325Pa。（3）重力選項本文在進(jìn)行數(shù)值模擬計算時考慮重力的影響：在設(shè)置Gravity選項時，將X、Z方向

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]濕天然氣管道底部彎頭積液特性的數(shù)值研究[D]. 馬瑤.西安石油大學(xué) 2017
[2]濕天然氣管道低含液率氣液兩相流液滴夾帶機理研究[D]. 雷雨.西安石油大學(xué) 2015
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[4]東勝氣田地面集輸管道積液規(guī)律及水合物防治技術(shù)研究[D]. 譚林林.西南石油大學(xué) 2013
[5]蘇里格氣田集輸管道濕氣輸送技術(shù)研究[D]. 侯山.西安石油大學(xué) 2011
[6]復(fù)雜地形條件下濕氣集輸管路積液規(guī)律的研究[D]. 谷瓊.中國石油大學(xué) 2011
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本文編號：3535438