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题名天然气水合物三相流段管道压力损失分析
被引量：9
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作者
徐海良
孙思聪
杨放琼
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机构
中南大学机电工程学院
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出处
《断块油气田》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期661-666,共6页
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基金
国家自然科学基金项目“海底天然气水合物绞吸式开采水力输送机理与系统设计方法研究”(51775561)。
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文摘
水力输送系统是海底天然气水合物绞吸式开采系统的核心设备之一,输送管道的工作性能决定了整个采矿系统的工作效率。文中主要研究了天然气水合物绞吸式开采管道输送过程中,水合物分解后管道三相流段的压力损失规律。基于计算流体力学和FLUENT软件,采用欧拉模型配合CFD-PBM模型分析了管径、流速、固相和气相体积分数、粒径、气泡平均直径对管道压力损失梯度的影响。结果表明:管道压力损失梯度随着管径增加而减小,在管径大于300 mm后压力损失梯度减小缓慢并开始趋于稳定,在450 mm处压力损失梯度骤降,500 mm以后再次趋于稳定;随着浆体流速增大,管道三相流段压力损失梯度先减小后增大,存在一个最优流速,且最优流速随着粒径增大而增大;固相体积分数和颗粒直径都与压力损失梯度成正比,但体积分数的影响较大,粒径的影响较小;气相体积分数在0.3以内与压力损失梯度成反比,表明了少量气体的减阻效应;气泡平均直径过大会减小有效管径,导致压力损失梯度增大。
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关键词
天然气水合物
绞吸式开采
管道输送三相流
CFD-PBM模型
压力损失梯度
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Keywords
natural gas hydrate
cutter-suction mining
pipeline transport three-phase flow
CFD-PBM model
pressure loss gradient
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名天然气水合物在水力提升管道中的分解特性
被引量：3
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作者
徐海良
孔维阳
杨放琼
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机构
中南大学机电工程学院
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期129-137,共9页
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基金
国家自然科学基金项目"海底天然气水合物绞吸式开采水力输送机理与系统设计方法研究"(编号:51775561)
湖南省自然科学基金"深海采矿阀控式清水泵水力提升设备工作机理及设计方法"(编号:2018JJ2522)
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文摘
为了指导海底天然气水合物(以下简称水合物)绞吸式开采水力提升管道系统参数设置,研究了水力提升管道内水合物的分解特性和流动参数变化对其的影响。基于热力学和流体力学,采用数学建模的方式建立了水合物水力提升管道温压模型、水合物分解传质模型和管道多相流模型,分析了固液两相流转变成固液气三相流过程中不同影响因素下管道流体温压、水合物颗粒物质的量、分解面位置与海水深度的关系。结果表明:(1)随着管道流量增大,水合物分解速度减慢,分解面少量上移;(2)颗粒直径对管流温压、相平衡压力、水合物分解面基本没有影响,但只有直径小于0.2 mm的水合物颗粒才能在管道中完全分解,直径大于2.0 mm后,颗粒分解量忽略不计;(3)出口回压为正压且增加时,水合物分解面上移,分解速度减慢,而出口回压为负压且增大时,水合物分解面下移,分解速度加快;(4)随着采矿深度的增加,水合物分解速度变慢,分解面上移,但在与海面距离超过1 500 m后采矿深度对水合物分解速度、分解面无影响;(5)实验验证与数值仿真规律基本一致,表明所建立的模型具有较高的可信度。结论认为:绞吸式开采水合物时,控制合理的流量和出口回压能够调节分解面高度以及分解速度,并且不用考虑颗粒直径和采矿深度对产气量的影响。
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关键词
海底
天然气水合物
绞吸式开采
水力提升管道
分解特性
数值仿真
影响因素
完全分解粒径
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Keywords
Seabed
Natural gas hydrate
Cutter-suction mining
Hydraulic lifting pipeline
Decomposition characteristic
Numerical sim-ulation
Influential factor
Particle size of complete decomposition
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分类号
TE95
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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