水平管道油水两相润湿性与压降研究

作     者：敬加强 王秋月 孙杰 陈勇 JING Jiaqiang;WANG Qiuyue;SUN Jie;CHEN Yong

作者机构：油气消防四川省重点实验室四川成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 

出 版 物：《中国海上油气》 (China Offshore Oil and Gas)

年 卷 期：2025年第37卷第1期

页      面：203-210页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点合作项目“深水蜡晶与水合物多相混输管道固相沉积与安全输运机制(编号:U19B2012)”部分研究成果 

主　　题：水平管道 油水两相 压降 润湿特性 接触角 修正模型 

摘      要：油水两相流摩擦阻力的计算对于提高开采效率、优化管道设计及降低管道输送能耗等方面有重要意义。管道表面物理化学性质会影响摩擦阻力的计算,有必要针对不同管材开展润湿性与压降的研究。基于自主设计搭建的环道装置,测量了页岩油在内径为50 mm碳钢管和聚四氟乙烯(PTFE)管的压降;利用接触角测定仪测定了环己醇等实验液体的表面张力、在2种管材的接触角,计算了管材的表面能,探究了材料表面润湿性影响因素;通过量纲分析和回归分析确定水平管内壁表面润湿性与摩擦阻力系数定量关系式。结果表明:同一流量下的碳钢管和PTFE管压降值不同,同一雷诺数下的摩擦阻力系数随接触角增大而减小;接触角随液体表面张力增大而增大,随固体材料表面能的增大而减小,随内聚力与粘附功差值减小而减小。修正后的碳钢管和PTFE管摩擦阻力系数拟合值相比理论值的平均误差分别为8.720 7%和1.605 5%,大幅提高了压降预测精度。油水两相润湿性与压降的研究对于降低开采能耗及提高管道输送效率具有重要意义。