我国天然气资源常常分布于山地和丘陵地带,导致管道走势起伏多变。受重力的影响,井口产出的液烃和水会在管道低洼处聚集,堵塞管道,所以需要定期清管。了解管道的积液分布和积液量是进行清管分析的基础,管道压力变化、液塞体体积和清管时间是清管分析的重要组成部分。为此,本文基于气液两相流理论和数值模拟的相关知识对起伏管道中持液率的计算方法和清管过程进行了研究,并编制了清管过程模拟程序,取得的主要成果如下：(1)气液两相流持液率的计算结果很大程度上与采用的流型判别方法和压降计算方法相关,后者为前者提供必要的计算参数和条件。为此,首先利用6种倾角(-21°、-11°、0°、150、30°、600)、4种管径(14.8mm、25mm、26mm、40mm)中的实验数据对Mukherjee-Brill流型判别法、Barnea流型判别法和Xiao-Brill流型判别法的判别准确率进行了评价,并结合水平、上倾和下倾管道中的流型特点建立了适用于起伏管道的气液两相流流型判别模型：对于水平和下倾管路,采用Mukherjee-Brill流型判别法进行流型判断,对于上倾管路,采用Barnea流型判别法进行流型判断；其次,结合实验数据,对多种持液率相关式在水平、上倾管和下倾管中的计算误差进行了评价,依据评价结果,选择***-Majeed持液率相关式进行水平管持液率的计算,选择BBE(Beggs-Brill-Eaton)组合模型对上倾管和下倾管持液率进行计算；选用Mukherjee-Brill压降相关式计算管道的压力变化,在原有基础上,对其分层流的压降计算方法进行了改进和优化,根据持液率的不同,采用DCM模型(Double Circle Model)和FLAT模型(Taitel分层流模型)相结合的方式求取分层流界面的几何参数,并结合Ullmann和Brauner 的研究成果对分层流的剪切应力算法进行了改进。最后,依据以上研究成果建立了气液两相流稳态计算模型并给出了相应的求解方法。(2)对McDonald-Baker清管模型和Minami模型进行了简要的分析和评价；依据清管过程中各管段的特点将管道分为两相流再生区、干气区、液塞区和下游两相流区四个区域,针对每个区域建立了封闭的数学模型；着重对液塞体在管道中的运动形态进行了分析,讨论了满管流形态液塞体与分层流形态液塞体间的转换条件,并建立了两种液塞体形态的数学模型。基于以上成果建立了适用于起伏管道的准稳态清管模型。(3)基于(1)、(2)中的研究成果,编制了清管过程模拟程序,程序可对清管过程中管道压力、清管器位置和液塞体含液量随时间的变化情况进行模拟。(4)利用编制的程序对持液率和清管时间随倾角的变化规律进行了分析,发现：当气液相流量和压力不变时,在-30°～30°的倾角范围内,持液率受倾角影响明显,而在其他范围内,倾角变化对持液率的影响较小；相对于下倾管道来说,水平和上倾管道中的持液率更易受到液相流量变化的影响；清管器运行时间的主要影响因素包括管道长度以及管道上倾段的倾角,下倾段的倾角变化对清管时间的影响较小。利用所编程序对-条集气管线的清管过程进行了模拟分析：首先,确定了管道初始状况下的积液量和积液分布状况；接着计算了清管过程中管道入口压力、清管器位置和液塞体含液量随时间的变化情况。通过此实例说明了本文模型可以为管道的设计与维护提供相应的参考依据。
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