發(fā)布時間：2020-07-26 07:57

【摘要】：隨著天然氣氣田開發(fā)進程的不斷深入,氣井積液問題不可避免。如果不及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的排水措施,不僅會縮短氣藏開采周期,并且會對地層造成污染和傷害。利用渦流工具減緩氣井積液是一種高效且低能耗的氣井排水采氣技術,但該技術當今在我國尚處在探索階段,亟需加深對渦流排水采氣工藝作用機理和作用效果的研究。本文建立了放置渦流工具后水平管內氣液兩相不同流動階段的管壁液膜厚度理論計算模型�；�于實際物理現(xiàn)象,建立了氣液兩相在水平管內渦流工具螺旋凹槽段、自由剪切旋流段以及環(huán)狀流段的控制方程,根據(jù)不同階段的流動特征,假設了合理的邊界條件,通過對數(shù)量級進行分析,忽略高階小量,對模型進行簡化�；�于氣液兩相不同流動階段的表面力平衡條件和液面?zhèn)髻|條件,聯(lián)立控制方程,對液膜厚度進行求解,最終得到了氣液兩相不同流動階段的壁面液膜厚度理論計算模型。設計了下入深度可調的雙平行電導探針傳感器,通過室內實驗測量了安裝渦流工具后水平管內不同液膜發(fā)展階段壁面液膜厚度。實驗發(fā)現(xiàn)渦流工具螺旋凹槽段的壁面液膜厚度隨螺旋周角的變化呈現(xiàn)周期性變化,自由剪切旋流段液膜厚度的周期性變化逐漸減弱,環(huán)狀流階段管壁不同周向位置處液膜厚度趨于均勻,并且不同液膜發(fā)展階段,水平管底部壁面液膜厚度始終高于管道頂部壁面液膜厚度。通過改變氣相和液相折算速度,研究了不同工況下,放置渦流工具后水平管壁面液膜厚度變化規(guī)律。經分析發(fā)現(xiàn),隨著氣相折算速度的增長,水平實驗管內不同液膜發(fā)展階段的液膜厚度均有所衰減,并且衰減程度與氣相折算速度的增長幅度呈現(xiàn)正相關性。隨著液相折算速度的增加,水平實驗管內不同液膜發(fā)展階段的液膜厚度均有所增加,增加程度與液相折算速度的增長幅度正相關。通過對比水平實驗管內不同液膜發(fā)展階段的液膜厚度變化情況發(fā)現(xiàn),隨著液膜軸向運動距離的增加,液膜厚度逐漸衰減,但不同液膜發(fā)展階段,其衰減幅度差異較大。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE377
【圖文】：

d. 大氣彈 e. 攪拌流 f. 環(huán)狀流圖 1.1 矩形截面垂直螺旋通道內氣液兩相流流型（Liu）（2015）[20]利用高速攝像儀，通過背光成像可視化方法對不同工況下相流流型進行觀察，通過分析實驗圖像得出氣液兩相在螺旋槽道內主歇流和環(huán)狀流三種流型，其中泡狀流又分為孤立泡狀流和分散泡狀流

c. 環(huán)狀流 d. 分散泡狀流圖 1.2 水平放置的矩形截面螺旋通道內氣液兩相流流型（周云龍）（2016）等[22]對直徑為 155mm 的螺桿槽道內氣液兩相流流型變化規(guī)用可視化圖像，分析了螺桿槽道內差異化視角下氣液兩相流流型變化內氣液兩相流流型分成泡狀流、分散泡狀流、彈狀流、攪混流和環(huán)

圖 1.4 DXR 型井下渦流工具型渦流工具：該型渦流工具主要用于解決淺井積液問題。其渦流工具相同，兩種工具唯一的區(qū)別在于 DXP 型渦流工具中為了配合柱塞氣舉排水采氣工藝而設計，通常在礦場中 DX水采氣工藝結合使用。

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本文編號：2770500