輸氣管道中氣油水和水合物的瞬態流動特性數值研究

高赫岑，朱昌成，吳玉國

（1.遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院,遼寧 撫順 113001； 2.中國石油管道濟南輸油分公司，山東 濟南 277100）

輸氣管道中氣油水和水合物的瞬態流動特性數值研究

高赫岑1，朱昌成2，吳玉國1

（1.遼寧石油化工大學石油天然氣工程學院,遼寧 撫順 113001； 2.中國石油管道濟南輸油分公司，山東 濟南 277100）

對輸氣管道中氣油水以及水合物的流動特性進行了四相四組分的數值計算研究。應用了相行為模型以及水合物相平衡模型對多組分的混合流動熱力性質和水力特性進行研究。提出了相關的控制方程，并對流體與管壁之間的質量、動量以及熱傳遞物理現象進行了描述。應用交錯網格技術和有限差分法對控制方程進行求解，對邊界條件和相的消失以及出現做出了很好地描述。用前人的調查結果對本文的模型進行了驗證。應用此模型對管道中的流體流動特性進行了數值模擬，并通過分析所得結果對水合物的形成位置或潛在的形成位置進行了預測；通過對油氣水以及水合物的水力流動特性進行分析，給出了輸氣過程中防止水合物的形成的方案。關 鍵 詞：四相流動；管道模型 ；相行為模型；氣-冷凝物；水合物

眾所周知，在多相流動輸氣管道中固體晶體的沉積（天然氣水合物、石蠟、蠟狀物或者瀝青）可能會堵塞管道，導致嚴重的管道運行問題以及一些其他的安全隱患，例如管道堵塞或破壞管道斷裂等[1,2]。由于天然氣中含有可以形成水合物的氣體成分，如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氮氣和硫化氫等。……