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学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2008年12月 第30卷 第6期 Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI) Dec．2008 Vo1．30 No．6 含有油水乳状液油气水三相分层流的水力学模型 杨艳芳 (长江大学地球科学学院，湖北荆州434023) [摘要]在油气水的三相管内流动中，分层流同样也是一种常见流型。由于互不相溶的油水两相之间相互 作用及分散程度的复杂性，所以油气水三相分层流比一般的气液两相分层流要复杂许多。使用一维三流 体模型求解含有油水乳状液的分层流、即气体／(w／o型)乳状液／(w／()／W 型)多重乳状液的三相分 层流。通过模型的求解可以确定油气水分层流的相分率及其他相关参数和压降。 [关键词]多相流；油气水三相；油水乳状液；分层流；水力模型 [中圈分类号]TE31l [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2008 J O6—0332一O3 1 建立模型 对于气体／(W／O型)乳状液／(w／o／w型)多重乳状液的三相分层流动，研究采用一维三流体 模型进行分析。选择这类分层流作为研究对象，是由于此类分层流比较复杂并具有一定的代表性，其研 究方法和结果可以为其他的三相分层流借鉴。 1．1 基本方程 为了建立稳态的气体／(W／O型)乳状液／(w／o／w型)多重乳状液 (以下简称为气／(w／o)／ (w／cvw))的三相分层流的一维三流体模型，首先提出下述假设：①各相在管内沿轴向作一维的稳态 等温流动；②油相总是比水相轻，因此w／o／w型多重乳状液总是在管道的底部流动，而w／o型乳状 液在气相与w／o／w型多重乳状液之间流动。 1)连续性方程 在分层流动过程中，气体和液体之间可能有质量交换，尤其当气液界面出现波浪 的时候，但是其数量与液液之间的交换相比非常小，可以忽略。 对于液相有： U。l—U 1+ (1) U。l 56 一U。 + E (2) 式中，己，。，、U 。分别为w／o型、w／o／w型乳状液的表观速度；声w、如c、 。 当含水率 ≤30 时，国内常见高粘易凝原油的油水混合物一般是稳定的w／o型乳状液，故文中 取 一30 。这样，只要确定了转相点处的临界含水率 ，就可通过以上两式求得w／o和w／o／w型乳 状液的表观速度U。 和 。 2)动量方程为： 气相 一 S。一riSi—f，gAggsin 一A。导导=0 (3) w／o —r1 S1一 sj+ Si—plAIgsinO--A1 =0 (4) w／o／w 一 S2一 Sj一‘02A2gsinO—A2 =0 (5) 。 ’ … 式中，下标 1、2分别表示W／O与W／O／W型乳状液；i、j表示气相与w／o、w／o与w／o／w型乳状液的相 [收稿日期]2008—06—12 [作者简介]杨艳芳 (1982一)，女=，2003年大学毕业，硕士生。现主
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