3.1.1 垂直管流的流型在线视频

同学们好

本节我们学习垂直管流的流型

什么是流型呢

流型就是流动形态 也叫流动结构

是流动过程当中油气分布的状态

也就是油气两相界面分布呈现的

不同的几何形态

对于垂直井筒而言

从井底到井口可能出现的流型有以下几种

纯液流 泡流 段塞流 搅动流 环流和雾流

那么下面我们就分别的看一下

这几种流型在垂直管中流动的时候

它的变化特点是什么

首先是纯液流 纯液流比较简单

也就是在井筒中压力大于饱和压力的时候

所有的天然气都溶在原油当中了

这时候的流动就呈现了一种单相的液流状态

第二就是泡流 首先我们先看一段泡流的录像

这段录像是高速摄像机

跟随着气泡向上流动移动拍摄完成的

我们可以看到

当井筒中的压力开始低于饱和压力的时候

气泡开始产生了 气泡的产生以分散的形式

存在在液体里面上流动

而且流动有一个特点 什么特点呢

气泡的流动速度

要比周围的液相的流动速度要快

我们称这种现象 称它为滑脱现象

也叫滑脱效应

从流动的特点上我们可以看到

在泡流里面 气相是分散相 液相是连续相

流动的能量损失以重力损失为主

在流动当中存在滑脱效应

如果压力降低 越来越低

气泡的产生就越来越多了

这些气泡的流动过程当中会发生碰撞融合

气泡体积就会加大

这就有可能产生以下的流型 段塞流

我们来看段塞流的一段录像

我们刚才说到了段塞流的气体段塞的产生

主要是气体的气泡融合 体积逐渐加大

这是一个方面 另外的一个方面是

气体的体积随着周围压力的降低 体积膨胀

这两个方面作用使得气体的段塞逐渐增大了

当段塞的面积占据的管段面积越来越大的时候

几乎占据整个的管段截面积的时候

我们就形成了段塞流

段塞流就是一段液相 一段气相 一段液相

交替存在的这样的一种流动状态

那么在这样的一种流动状态里面

我们需要注意的一点 气体段塞逐渐膨胀

它会托着它上部的液体向上流动

这是一个非常重要的一个特点

总的来说 气相是分散相 液相是连续相

气体膨胀能够得到一个充分的发挥

也就是膨胀能能够帮助液体举升

在段塞流中滑脱损失变小 摩擦损失变大

当段塞流里面的气相段塞 随着新的气体加入

随着它的体积膨胀 越来越大了

那么两段段塞逐渐融合的时候

更多的段塞进一步融合的时候

就有可能变成第四种流型 环流

这是一段环流的高速摄像机拍下的录像

同学们仔细看 我们可以看到

从透明有机玻璃管的外侧观察

是有一层液膜沿着管壁向上流动的

那么气体到哪去了

气体就是在这个管段的中心

以气芯的形式向上流动的

环流的产生是因为段塞流里面的气体段塞

逐渐变长 融合变成气芯

占据了整个管段的中心部分

那么液相哪去了 就像同学们看到的一样

液相被挤到了管壁周围

紧贴着管壁 形成了液环 这就是环流的特点

那么环流里面的液相和气相

是同一个速度向上流动的吗 显然不是的

就像这个录像里面给出来的一样

液环总是有向下掉落的趋势

中间的气芯高速流动 会摩擦携带这个液环

带着它向上流动

所以两者之间有一个速度的差别

这一点我们生活当中也会有体会

同学们观察下雨天玻璃上的那层水膜

当风吹过的时候

这个水膜会沿着玻璃缓慢的移动

这种现象跟我们环流里面油环

或者液环向上移动的现象是很相似的

总的来说环流里面的特点就是气相液相

两相都是连续的 气体举升原油主要是

靠摩擦携带的这种方式产生（摩擦损失变小）

滑脱损失变小 摩擦损失变大

如果在环流的流动过程中

中间气相的气芯体积越来越大了

它会压迫液环或者油环变得越来越薄

那么当你薄到一定程度的时候

这个液环就不存在了

液体以什么样的形式存在了呢

就会被吹散成液滴的形式

存在于整个的井筒当中

这就形成了我们下面所说的雾流

雾流在我们现实生活中

同学们在喷香水的时候 出现的就是雾流

那么从特点上来说

雾流气体是连续相 液体反倒成了分散相

气体以很高的速度携带液滴喷出去

那么气液之间的相对速度很小

这是雾流里面最显着的一个特点

气相 液相同一个速度 之间相对速度非常小

雾流中气相是整个流动的控制因素

那么以上我们就介绍了

从液流到环流 雾流

在井筒里面有可能出现的主要的流型的特点

那么下面有两个问题来问大家

第一 每口油井总会出现所有的流型吗

在整个的油井当中出现何种流型

是否会出现所有的流型 取决于什么呢

取决于的就是我们在井筒流动的时候

气相液相的比例情况 比如说有一些井

气体的含量很高 相对液相的含量比较低

这个时候有可能从井底就是从环流开始

在流动的过程当中可能会出现雾流

而有一些油井因为气体的含量比较低

在井筒的流动过程当中 可能从纯液流到泡流

还没有来得及形成段塞流的情况下

就流出井口了

这是第一个问题 第二个问题

影响流型的因素有哪些

从刚才的讲解我们知道 因素之一

最主要的一个就是气相液相的比例情况

除此之外 我们讲气液比例 速度

气液界面的性质会影响流型的出现

也就是这些因素决定了

在井筒当中会出现什么样的流型

以上就是我们介绍的关于井筒流型部分的内容

同学们再见