壁面润湿性对原油携水流动特性的影响分析

论文摘要

采用原油携水流动的方式将管道内部积水携出可以有效解决管道内部的积水引发管道腐蚀穿孔的问题。基于原油携水流动的动力学过程和界面形态,建立了原油携水流动模型,采用基于VOF模型的InterFoam求解器求解油水界面的动力学方程,对比验证了相同条件下的实验数据和数值模拟结果,分析了原油流速和壁面润湿性对原油携水能力的影响趋势。研究结果表明,使用OpenFOAM对原油携水流动进行模拟分析的方法切实可行,模拟结果与实验结果相比具有较好的吻合性。随着原油流速的增加,原油的携水能力增加,管道内的积水更易被原油携带出管道底部,而原油临界流速的大小取决于管道壁面的润湿性;随着管道壁面的润湿程度的降低,积水有聚集为水团的趋势,并且原油的携水能力增加;当原油流速大于临界流速时,原油的携水能力取决于壁面的润湿程度(即接触角θ的大小),当接触角θ=30°时,水以连续波状薄膜的形式存在;当接触角θ=60°时,薄膜破裂形成分散的水团,这些水团零散地分布于倾斜管壁上,并在剪切力的作用下不断向上移动;当接触角θ≥90°时,积水逐渐在倾斜管段上聚集为一团。

论文目录

• 引 言
• 1 原油携水流动模型
•   1.1 控制方程
•   1.2 几何模型和物性参数
• 2 结果与讨论
•   2.1 数值模拟计算结果验证
•   2.2 管道底部积水状态分析
•   2.3 原油流速对原油携水量的影响
•   2.4 壁面润湿性对原油携水流动的影响
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王家卫,章友洪,岳晓军,张旭,梁敏,彭素芹,代文

关键词: 壁面润湿性,界面形态,携水流动,数值模拟,积水

来源: 西安石油大学学报(自然科学版) 2019年05期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 中国石油长庆油田分公司第十采油厂,中国石油新疆油田分公司采油一厂,中国石油新疆油田分公司陆梁油田作业区,中国石油玉门油田分公司酒东采油厂,中国石油华北油田分公司第二采油厂,中海石油(中国)有限公司深圳分公司

基金: 中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“原油管道流动保障技术研究”(2010B-2901)

分类号: TE866.1

页码: 52-56

总页数: 5

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