第40卷第3期
化工机械
输油管线内气液固三相流中沙粒沉积规律的
数值模拟研究
张旭昀**1张正江'徐子怡”孙丽丽王勇
（1.东北石油大学;2中国石油大学（北京）石油工程学院）
摘要以苏丹油因Palouge油区的输油管线参数为研究对象，基于多相流混合模型，采用Fluent款件对输油管线内的气液固三相流中的沙粒沉积过程进行了数值模根，研究了流速、含沙量、含水量、压力和原油粘度对沙艇沉积规律的影响。结果表明：沙粒在榆油管线中的沉积分为起始沉积段、过渡段和稳定段。平均况沙量随流速、含水量的增大而减小，随含沙量的增大而增加，压力为0.2MPa和原油粘度为 0.1Pa·s时，分别达到51.80%和45.76%板小值。况沙量录大位随流速、含水量面右移，随含沙量增大而左移，随着压力和原油粘度增大存在临弄值(0.2MPa时4.28m和0.1Pa·s时3.68m）。过渡段定度随流速和压力增大存在一临界值，随含沙量、含水量和原油粘度的增大存在极值(8%时22.56m， 20%时21.80m和0.1Pa·5时22.19m）。过渡投压差直接影响了过渡段的宽度。流速和含沙量对其况积规律的形响最大。
关键调输油管线混合模型
三相流数值模报
中图分类号TQ051.8*1
文献标识码
A
随着苏丹油田的开发，油流含沙量越来越高，尤其到油气田开发后期，由于地层产生亏空，有严重漏失层，作业沙粒满进地层的现象时有发生，既给油层带来了损害，又影响油井作业的正常进行。目前，多数油井靠大排量电潜泵或螺杆泵进行开采，在加大日采量的同时，极易造成地下油藏竭方和固有压力平衡的破坏，引起出沙。沙粒在管道中沉积到一定程度会引起沙堵，影响正常生产，因此急需清沙作业(,3)。沙粒在输油管线中的沉积规律对于清沙有着非常重要的影响。所以在清沙作业之前，探究其沉积规律是十分必要的。
目前，对于气液固多相流的模拟均采用单一变量法或正交试验法来研究某几个关键因索对颗粒轨迹或其他一些规律的影响[3,4]。对于多相流中沙粒的沉积规律研究甚少[5.6]，更缺乏对输油管线中沙粒沉积规律的研究。笔者结合苏丹油田 Palouge油区生产实际，从其流速、压力、含水量、
沙粒沉积文章编号
0254-6094(2013)03-0355-05
355
原油粘度以及含沙量等实际参数出发，采用CFD 软件中的Fluent模块对沙粒在气液固三相流中的沉积过程进行了数值模拟。
输油管线几何模型的确定和网格划分
选定一水平放置的输油管线（长度L=80m，半径R=300mm），在直角坐标系下采用Gambit 软件建立模型，并划分网格，在不影响计算精度的前提下为了减少计算量，在设计模型的时候只需设计半圆柱，把切面设置为对称面，如图1所示。
图1输油管线网格划分(进口端)
*国家科技重大专项十二五规划课题（2011ZX05016-003）和黑龙江省普通高等学校化工过程机械重点实验室开放课题。
**张旭哟，男，1973年12月生，副教投。黑龙江省大庆市，163318。
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