閆容菊, 王衛(wèi)強(qiáng), 李梓萌， 伍盛一， 楊小辰

(遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院，遼寧 撫順113001)

海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流研究進(jìn)展

閆容菊, 王衛(wèi)強(qiáng), 李梓萌， 伍盛一， 楊小辰

(遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院，遼寧 撫順113001)

隨著海洋石油工業(yè)的日益發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的立管。由于管道形狀和海底復(fù)雜地形等因素，經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重段塞流這種特殊的流型，這種特殊的流型會(huì)造成設(shè)備損壞和產(chǎn)量降低等諸多危害。因此，對(duì)海洋立管系統(tǒng)的嚴(yán)重段塞流進(jìn)行研究有很重要的意義?？偨Y(jié)了立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，包括研究方法、產(chǎn)生機(jī)理、特性參數(shù)和理論模型等，以期為進(jìn)一步研究立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流提供參考。

立管系統(tǒng)； 嚴(yán)重段塞流； 研究現(xiàn)狀； 海洋立管； 地形起伏

我國海洋油氣田的開采物多數(shù)情況下為多相混合物，從降低成本、方便安裝維修和加快開發(fā)速度等方面考慮，通常采用多相混輸?shù)姆椒ㄟ\(yùn)輸油氣產(chǎn)物[1-2]。但是，油氣混輸時(shí)存在相界面效應(yīng)，管道內(nèi)部的流動(dòng)會(huì)變得很復(fù)雜，再加上海底的復(fù)雜情況，立管系統(tǒng)中極易出現(xiàn)嚴(yán)重段塞流。

嚴(yán)重段塞流存在如下危害：一是管內(nèi)壓力劇烈波動(dòng)，管路內(nèi)壓降迅速上升，使井口的回壓增大，氣井產(chǎn)能降低50%左右；二是液塞長度可以達(dá)到幾個(gè)立管高度，使立管出口處液體流量波動(dòng)大，后續(xù)分離器出現(xiàn)溢流或斷流；三是出口處的氣液兩相流交替流出[3-6]，有可能造成設(shè)備和管道的損壞或停產(chǎn)；四是管路內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)可能引起管道的振動(dòng)，長此以往，就會(huì)造成接頭、支柱等構(gòu)件的機(jī)械損害[7]。

國內(nèi)外學(xué)者主要從實(shí)驗(yàn)研究、理論研究和數(shù)值模擬的方法對(duì)段塞流進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)研究

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)各種立管形式下的嚴(yán)重段塞流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究[8-24]，國內(nèi)外立管流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究統(tǒng)計(jì)情況見表1。

1.1 嚴(yán)重段塞流的生成機(jī)理及判定準(zhǔn)則

1973年，B.T.Yocum[9]發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重段塞流流動(dòng)現(xiàn)象，并將其命名為段塞流。Z.Schmidt[10]率先建立了小型實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)了兩種段塞流流型：①氣液流速較大時(shí)，管道沿線任何位置都可能產(chǎn)生的水力段塞流；②氣液流速較小時(shí)，下傾的臥底管線容易出現(xiàn)分層流，液體在彎管處聚集，阻塞氣體，進(jìn)而形成液塞，液塞逐漸加長，直到高于立管的高度，將其命名為嚴(yán)重段塞流。Z.Schmidt等[11]認(rèn)為，立管內(nèi)液體累積產(chǎn)生的壓力增量大于水平-下傾管中氣體的壓力增量，是嚴(yán)重段塞流形成的原因，其主要特點(diǎn)是管路內(nèi)的壓力急劇波動(dòng)，管道出口處氣液流量波動(dòng)較大。M.A.Farghaly[4]得出的結(jié)論與Z.Schmidt等的結(jié)論相似，在氣體流量很低或管路起伏不定的情況下極易出現(xiàn)嚴(yán)重段塞流，使管內(nèi)壓力、出口處的氣液流量等參數(shù)波動(dòng)劇烈，導(dǎo)致油氣田生產(chǎn)能力大幅度下跌，甚至下跌1/2左右。Z.Schmidt等[10-12]采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，將嚴(yán)重段塞流分為嚴(yán)重段塞流Ⅰ型和嚴(yán)重段塞流Ⅱ型，總結(jié)了產(chǎn)生嚴(yán)重段塞流的三個(gè)條件：①進(jìn)口處氣液流速比較低；②臥底管線傾斜角為負(fù)；③氣液兩相不穩(wěn)定流動(dòng)。

表1 國內(nèi)外立管流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究統(tǒng)計(jì)情況

A.B?e[13]根據(jù)立管內(nèi)部液相累積產(chǎn)生壓力的增量大于臥底管線中的氣體壓力，總結(jié)了垂直立管管線嚴(yán)重段塞流的判定準(zhǔn)則，其表達(dá)式見式(1)。

(1)

式中，ωg為氣相流速，m/s；ωL為液相流速，m/s；R為氣體常數(shù)，J/(mol·K)；T為流體的溫度，K；M為氣相的摩爾質(zhì)量，g/mol；Ip為立管的高度，m；α為立管中的含氣率，無量綱；g為重力加速度，m/s2。

B.F.M.Pots等[14]通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果與A.B?e類似，并從臥底管線的傾斜角度、流體黏性等方面進(jìn)行分析，結(jié)果表明，流體黏性對(duì)段塞流的形成機(jī)理沒有影響；氣液兩相的相間分離是嚴(yán)重段塞流產(chǎn)生的必備條件，而分層流并不是嚴(yán)重段塞流產(chǎn)生的必要條件。J.Fabre等[15]根據(jù)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了B.F.M.Pots等的結(jié)論，指出臥底管內(nèi)氣液分層流動(dòng)是嚴(yán)重段塞流產(chǎn)生的必要條件。M.A.Farghaly[4]通過實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場觀測得出，不是只有在下傾管系統(tǒng)才會(huì)出現(xiàn)段塞流現(xiàn)象，不同幾何結(jié)構(gòu)的臥底管線也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)說明嚴(yán)重段塞流產(chǎn)生的機(jī)理非常復(fù)雜。Y.Taitel等[16]認(rèn)為氣液兩相的不穩(wěn)定流動(dòng)才是嚴(yán)重段塞流產(chǎn)生的原因，并根據(jù)此研究結(jié)果給出了新的嚴(yán)重段塞流判定準(zhǔn)則，其表達(dá)式見式(2)。

(2)

王鑫[17]進(jìn)行了嚴(yán)重段塞流實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，流體黏性影響嚴(yán)重段塞流的產(chǎn)生，且管路內(nèi)即使氣液相穩(wěn)定流動(dòng)，仍可發(fā)生嚴(yán)重段塞流，于是，將這種現(xiàn)象解釋為不規(guī)則嚴(yán)重段塞流。馬華偉等[18-19]通過實(shí)驗(yàn)研究得出的嚴(yán)重段塞流的形成機(jī)理與王鑫相近，同時(shí)在水平臥底管線-立管系統(tǒng)內(nèi)監(jiān)測到了嚴(yán)重段塞流。

1.2 嚴(yán)重段塞流的流動(dòng)特性

國內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果表明，嚴(yán)重段塞流的周期存在嚴(yán)格的四個(gè)階段：液體在立管底部附近積累直到完全充滿整個(gè)截面，阻塞氣體流入立管，此時(shí)立管出口處幾乎沒有氣液出流，呈現(xiàn)斷流狀態(tài)，此階段被稱為液塞形成階段；臥底管內(nèi)的氣體壓力比立管中液體靜壓力更低，氣體開始堆積并不斷推動(dòng)液塞流出，此階段被稱為液體流出階段；臥底管內(nèi)氣體隨著壓力增加到大于液體靜壓力，氣體進(jìn)入立管，出口處氣液交替流出，立管內(nèi)部氣液流動(dòng)相互交替，直到噴發(fā)結(jié)束，此階段被稱為氣體噴發(fā)階段；在重力作用下，管壁上的液體回流到立管底部，變?yōu)樾碌难h(huán)周期內(nèi)的液塞，此階段被稱為液體回流階段。

嚴(yán)重段塞流的周期特性通常是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)，Z.Schmidt[10]及王鑫[17]通過實(shí)驗(yàn)得出，在同一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，液氣噴發(fā)和液體回流過程所用時(shí)間與實(shí)驗(yàn)條件無關(guān)，但馬華偉[20]得出了不同的結(jié)論：液塞生成的時(shí)間與臥底管線內(nèi)氣體壓縮空間的大小有關(guān)，液氣噴發(fā)、液體回流過程所用的時(shí)間與實(shí)驗(yàn)條件也有關(guān)系，即嚴(yán)重段塞流的壓力波動(dòng)存在一定的周期性。馬華偉[20]還研究了管路內(nèi)壓力波動(dòng)幅度與管路入口氣液折算速率的關(guān)系，并進(jìn)行歸納總結(jié)，得出了壓力波動(dòng)幅值的等高線圖。

嚴(yán)重段塞流的液塞長度和運(yùn)動(dòng)速度對(duì)下游處理設(shè)備的設(shè)計(jì)起決定性作用。Z.Schmidt等[10-12]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最長的液塞為立管高度的3倍，但J.P.Brill等[21]通過大量實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，液塞長度可以是立管高度的66倍。趙越超等[22]在立管的不同位置安裝電導(dǎo)探針，當(dāng)產(chǎn)生嚴(yán)重段塞流時(shí)，立管的截面含氣率波動(dòng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的截面含氣率波動(dòng)幅度。何利民等[23]和羅小明等[24]認(rèn)為液塞在形成時(shí)是勻速運(yùn)動(dòng)，噴發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)化為加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液塞尾部到達(dá)立管出口的一瞬間，速度達(dá)到最大。

2 模擬研究

2.1 自建模型

由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中受各種因素的影響，建立能反映嚴(yán)重段塞流的形成機(jī)理與特性參數(shù)的理論模型很困難。Z.Schmidt[10]通過大量的實(shí)驗(yàn)研究，建立了簡單的理論模型，在忽略液相流態(tài)變化和液塞加速等因素的前提下，對(duì)嚴(yán)重段塞流的四個(gè)階段進(jìn)行了計(jì)算，其中傾斜管內(nèi)持液率和立管回流過程均由實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式計(jì)算而得。M.A.Farghaly[4]對(duì)Z.Schmidt[10]的理論模型進(jìn)行完善，根據(jù)在現(xiàn)場實(shí)際觀測的液塞流出規(guī)律，忽略了液相流態(tài)變化和液塞加速。Y.Taitel等[25]依舊不考慮液相流態(tài)變化和液塞加速這兩個(gè)因素，將氣體密度和含氣率作為常數(shù)，提出了一個(gè)能計(jì)算嚴(yán)重段塞流特性參數(shù)和判定嚴(yán)重段塞流類型的簡單理論計(jì)算模型。J.Fabre等[15]基于大量實(shí)驗(yàn)和計(jì)算提出了一種隸屬于拉格朗日漂移流模型的嚴(yán)重段塞流瞬態(tài)模型，將氣液兩種流態(tài)作為單一的彈狀流型并且不考慮相間摩擦及傳質(zhì)傳熱，該模型無法求解管路內(nèi)單相流動(dòng)情況。C.Sarica等[26]改良了J.Fabre等[15]的方法，仍然不考慮氣液兩相間的流型變化，使該方法能夠較好地處理液塞生成階段的不連續(xù)過程，但該模型不易收斂。B.T.Yocum[9]也沒有考慮氣液相之間的流型變換及加速過程，通過實(shí)驗(yàn)得出了一個(gè)理論模型，該模型可以預(yù)測立管管路內(nèi)壓降。李明等[27]提出了基于質(zhì)量守恒方程和動(dòng)量守恒方程的一維瞬態(tài)流動(dòng)模型，但該模型計(jì)算的特性參數(shù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比存在一定的誤差。J.L.Balino等[28]采用連續(xù)性方程、簡化的動(dòng)量方程，結(jié)合漂移模型，建立臥底管-立管系統(tǒng)嚴(yán)重?cái)嗳鞯乃矐B(tài)理論模型，其中立管可以是垂直立管、懸鏈立管等。由于該理論模型的初始條件采用了基于垂直立管的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，因此?duì)非垂直立管的模擬精度較低。張燦等[29]對(duì)臥底管系統(tǒng)采用分層流理論模型，立管系統(tǒng)采用分相流理論模型，考慮立管內(nèi)摩擦壓降，結(jié)合漂移流速度模型，對(duì)初始條件提出一種不需要經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷姆椒?，建立了臥底管-立管系統(tǒng)氣液嚴(yán)重段塞流的一維瞬態(tài)理論模型，該模型同樣存在一定的局限性。

2.2 軟件模擬

2.2.1 嚴(yán)重段塞流的流動(dòng)特性 陳森林等[30]用不同閥門開度的簡化的節(jié)流模型，對(duì)嚴(yán)重段塞流的周期性規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。邱偉偉等[31]構(gòu)筑簡化的嚴(yán)重段塞流水力學(xué)模型，耦合相平衡計(jì)算和溫度計(jì)算，得出嚴(yán)重段塞流的組分并用OLGA軟件進(jìn)行模擬，計(jì)算結(jié)果與模擬結(jié)果偏差不大。高嵩[1]將三維管道等效為二維管道系統(tǒng)的CFD數(shù)值模擬，得出立管入口氣體折算速度的變化規(guī)律和理論模型，提出了立管系統(tǒng)內(nèi)流型的預(yù)測方法。呂明琦等[32]將三維管路模型等效為二維的管道系統(tǒng)并進(jìn)行模擬，所得結(jié)果與高嵩[1]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，懸鏈立管有氣液混合的液塞形成。鞠鵬鵬等[33]結(jié)合實(shí)際工程，用OLGA軟件模擬出不同工況下嚴(yán)重段塞流的特性規(guī)律。劉欣等[34]采用OLGA軟件模擬了不同立管高度的海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流的特性參數(shù)并總結(jié)了其規(guī)律。王琳等[35]運(yùn)用CFD軟件對(duì)海洋立管系統(tǒng)的嚴(yán)重段塞流進(jìn)行模擬，模擬出嚴(yán)重段塞流的四種流型并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)嚴(yán)重段塞流的瞬態(tài)流動(dòng)進(jìn)行分析，為嚴(yán)重段塞流危害的準(zhǔn)確評(píng)估提出了指導(dǎo)意見。宋博等[36]采用OLGA軟件分析了嚴(yán)重段塞流的流動(dòng)特性，得出氣液流量對(duì)嚴(yán)重段塞流的形成及參數(shù)變化有一定影響的結(jié)論。

2.2.2 消除方法 消除嚴(yán)重段塞流的目的是使立管底部出現(xiàn)的新液塞在未增長至頂部之前就被減小或消除，從而使氣液相在立管中以氣泡流、小段塞流等狀態(tài)連續(xù)流動(dòng)，最終達(dá)到穩(wěn)定流動(dòng)的目的。目前，國內(nèi)外常用以下幾種方法消除嚴(yán)重段塞流：①減小立管中液體所占的比例，從而降低液體靜壓力，如氣舉法、泡沫法等；②增大立管上游管道中氣體的壓力，如節(jié)流法、增加背壓法等；③改變進(jìn)入立管底部流體的流型，消除嚴(yán)重段塞流出現(xiàn)的有利條件，如擾動(dòng)法等。

張國棟等[37]采用 OLGA軟件運(yùn)用節(jié)流法對(duì)某油田實(shí)際工況進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示節(jié)流法可以很好地減緩嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象的產(chǎn)生。程兵等[38]利用某深水油氣田的海管和立管資料，對(duì)典型年份的段塞流采用節(jié)流法、氣舉法及節(jié)流和氣舉相結(jié)合等方法，通過OLGA 軟件進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明，氣液流量大的出現(xiàn)嚴(yán)重段塞流的概率較低，而嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象主要發(fā)生在油氣田產(chǎn)量較低的時(shí)期；節(jié)流法適用于油氣田生產(chǎn)早期；在氣源充足的情況下，最好采用氣舉法削弱段塞流；與單純使用節(jié)流法或氣舉法相比，將節(jié)流法和氣舉法聯(lián)合起來使用對(duì)嚴(yán)重段塞流的控制效果更好，但提高油氣產(chǎn)量的效果沒有單純氣舉法好。邢蘭昌等[39-40]利用CFD軟件對(duì)嚴(yán)重段塞流進(jìn)行二維數(shù)值模擬，把三維模擬和一維模擬相結(jié)合，模擬了波浪形管段對(duì)立管系統(tǒng)中嚴(yán)重段塞流的消除作用。J.?.Tengsdal[41]建立了自供氣舉法的物理模型，該模型是基于漂移流模型建立的一維重力模型，同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)環(huán)道驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。但是，由于該方法需要選擇合適的取氣和注氣位置并且安裝復(fù)雜，所以很難投入到生產(chǎn)中。

3 結(jié)束語

由于受場地的限制，實(shí)驗(yàn)研究不能很好地、完全成比例地模擬實(shí)際管線的情況，而理論研究需要大量且高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際參數(shù)，且通過數(shù)值模擬無法得到有用的邊界條件，也沒有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所以缺乏一定的適用性和準(zhǔn)確性，不能得出很好的結(jié)論。因此，對(duì)于嚴(yán)重段塞流，最好以實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的方式進(jìn)行研究?，F(xiàn)如今，很多學(xué)者對(duì)嚴(yán)重段塞流進(jìn)行深入研究，并采取多種措施削弱嚴(yán)重段塞流所產(chǎn)生的危害。目前，嚴(yán)重段塞流理論尚不成熟，有諸多需要改進(jìn)之處。在理論預(yù)測模型的推導(dǎo)過程中進(jìn)行了較多的簡化，不能完全滿足深海立管的預(yù)測需求，需要進(jìn)一步研究，對(duì)于各種立管下的嚴(yán)重段塞流和震蕩流仍需進(jìn)一步研究，如考慮彈性基礎(chǔ)的立管耦合振動(dòng)分析。

[1] 高嵩.氣液混輸管線與立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流特性研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2012.

[2] Wang P，Deng D，Gong J，et al. Severe slugging in a free-standing riser[J].Petroleum Science and Technology，2013，31(19)：1933-1939.

[3] Vasavada S，Sun X， Ishii M，et al.An experimental study of two-phase flow in simulated reduced-gravity condition：Dispersed droplet to slug flow transition and slug flow[J].Experiments in Fluids，2010，50(5)：1373-1384.

[4] Farghaly M A.Study of severe slugging in real offshore pipeline-riser pipe system[J].Middle East Oil Show，1987：299-314.

[5] Sivwetsen H，Storkass E，Skogestad S.Small-scale experiments on stabilizing riser slug flow[J].Chemical Engineering Research and Design，2010，88(2)：213-228.

[6] Wang S H，Zhang H，Wang J.Experimental study on the liquid slug of cryogenic slug flow in inclined tubes[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University，2010，15(3)：372-376.

[7] 彭明，鄧道明，李曉平，等.混合立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J].天然氣工業(yè)，2011， 31(11)： 83-87.

[8] Malekzadeh R，Mudde R F，Henkes R A W M.Dual-Frequency severe sluggingin horizontal pipeline-riser systems[J].Journal of Fluids Engineering，2012，134(12)：121301.

[9] Yocum B T.Offshore riser slug flow avoidance：Mathematical models for design and optimization[C].SPE European Meeting.London：[s.n.]，1973.

[10] Schmidt Z.Experimental study of two-phase dlug flow in a pipe system [D].USA Tulsa：University of Tulsa，1977.

[11] Schmidt Z，Brill J P，Begss H D.Experimental study of severe slugging in a two phase flow pipeline riser system[J]. Society of Petroleum Engineers Journal，1980，20(5)：407-414.

[12] Schmidt Z，Doty D R，Dutta-Roy K.Severe slugging in offshore pipeline riser pipe system[J]. Society of Petroleum Engineers Journal，1985，25(1)：27-38.

[13] B?e A.Severe slugging characteristics；part I：Flow regime for severe slugging；part II：Point model simulation study[C]. Selected Topics in Two-PhaseFlow，NTH，Trondheim，Norway：[s.n.]，1981.

[14] Pots B F M，Bromilow I G，Konijn M J W F.Severe slug flow in offshore flowline/riser systems[J]. SPE Production Engineering，1987(4)：319-324 .

[15] Fabre J，Peresson L L，Corteville J，et al.Severe slugging in pipeline/riser systems[J].SPE Production Engineering，1990，5(3)：299-305.

[16] Taitel Y，Vierkandt S，Shoham O.Severe slugging in a riser system：experiments and modeling[J].International Journal of Multiphase Flow，1990，16(1)：57-68.

[17] 王鑫.水平管內(nèi)油氣水兩相及多相段塞流與集輸-上升管路系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流研究[D].西安：西安交通大學(xué)， 2006.

[18] 馬華偉，何利民，羅小明，等.下傾-立管系統(tǒng)中嚴(yán)重段塞流現(xiàn)象的周期特性[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2008，29(5)：787-792.

[19] 馬華偉，何利民，羅小明.嚴(yán)重段塞流壓力波動(dòng)特性試驗(yàn)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，32(1)：95-99.

[20] 馬華偉.組合立管系統(tǒng)中嚴(yán)重段塞流特性及其消除方法研究[D].東營：中國石油大學(xué)(華東)，2008.

[21] Brill J P，Schmidt Z，Coberly W A. Analysis of two-phase tests in large diameter flow lines in prudhoe bay field[J].Society of Petroleum Engineers Journal， 1981， 21(3)：363-378.

[22] 趙越超，宋永臣，何利民.嚴(yán)重段塞流中壓力波動(dòng)的理論與試驗(yàn)研究分析[J].化學(xué)工程，2008，36(9)：32-35.

[23] 何利民，趙越超，羅小明.強(qiáng)烈段塞流特征參數(shù)測量方法試驗(yàn)研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2005，26(4)：621-624.

[24] 羅小明，何利民，馬華偉.強(qiáng)烈段塞流特征參數(shù)試驗(yàn)研究[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，29(6)：74-77.

[25] Taitel Y，Vierkandt S，Shoham O.Severe slugging in a riser system：Experiments and modeling[J].International Journal of Multiphase Flow，1990，16(1)：57-68.

[26] Sarica C，Tengesdal J ?.A new technique to eliminate severe slugging in pipeline/riser systems[C].2000 SPE Annual Technical Conference and Exhibition.Society of Petroleum Engineers.Texas：[s.n.]，2000.

[27] 李明，宮敬，李清平.海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流數(shù)學(xué)模型[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2013，32(5)：462-468.

[28] Balino J L，Burr K P，Nemoto R H.Modeling and simulation of severe slugging in air-water pipeline-riser systems[J].International Journal of Multiphase Flow，2010，36(8)：643-660.

[29] 張燦，李巍，尤云祥.臥底管-立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流瞬態(tài)數(shù)值模擬[J].水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯)，2015，30(4)：365-375.

[30] 陳森林，郭烈錦.嚴(yán)重段塞流壓力及持液率周期特性模擬研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2012，33(3)：437-440.

[31] 邱偉偉，徐孝軒，宮敬.深海立管中嚴(yán)重段塞流特性模擬研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13(19)：5464-5469.

[32] 呂明琦，高嵩，李巍，等.氣液混輸管線與懸鏈線立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流數(shù)值模擬[J].中國海洋平臺(tái)，2013， 28(1)：24-28.

[33] 鞠鵬鵬，秦家鈞，劉培林.混輸管線段塞流分析[J].中國造船，2012，53(S1)：79-84.

[34] 劉欣，孫策，阿斯汗，等.立管高度對(duì)嚴(yán)重段塞流的影響分析[J].當(dāng)代化工，2014，43(11)：2385-2387.

[35] 王琳，劉昶，李玉星，等.基于CFD的海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流數(shù)值模擬[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2016，16(16)：162-167.

[36] 宋博，李桐宇，王衛(wèi)強(qiáng)，等.海洋立管系統(tǒng)嚴(yán)重段塞流瞬態(tài)數(shù)值模擬[J].遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36(3)：34-38.

[37] 張國棟，羅煥，王杰.基于瞬態(tài)模擬的原油處理系統(tǒng)強(qiáng)烈段塞流分析研究[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2014， 25(2)： 28-30.

[38] 程兵，喻西崇，李清平，等.深水立管嚴(yán)重段塞流控制方法及其模擬分析[J].天然氣工業(yè)， 2011， 31(4)： 89-94.

[39] Xing L C，Yeung H，Shen J，et al.Numerical study on mitigating severe slugging in pipeline/riser system with wavy pipe[J].International Journal of Multiphase Flow，2013，53(1)：1-10.

[40] Xing L C，Yeung H，Geng Y，et al.Study on hydrodynamic slugflow mitigation with wavy pipe using a 3D-1D coupling approach[J].Computers & Fluids，2014， 99：104-115.

[41] Tengsdal J ?.Incestigation of self-lifting concept for severe slugging elimination in deep-water pipeline/riser systems[D].USA：Pennsylvania State University，2002.

Progress of Severe Slugging in Marine Riser System

Yan Rongju， Wang Weiqiang， Li Zimeng， Wu Shengyi， Yang Xiaochen

(CollegeofPetroleumEngineering，LiaoningShihuaUniversity，F(xiàn)ushunLiaoning113001，China)

With the development of marine petroleum industry, marine risers appeared a variety of forms. Due to pipe shapes and the complex seabed terrain factors, severe slugging often happened. This special flow pattern damaged the equipment, production and so on. Therefore, the simulation and the research for the severe slug flow of the marine riser system had very important significance. The research was summarized by the domestic and foreign scholars on the severe slug flow of the multi-phase flow riser system, including its research methods, mechanism and characteristic parameters and theoretical model, etc,which provided a reference for further study of severe slug flow in riser system.

Riser system； Severe slugging； Research Status； Marine risers； Slug flow

1672-6952(2017)05-0026-05

投稿網(wǎng)址：http://journal.lnpu.edu.cn

2016-10-11

2016-12-02

遼寧省科技廳項(xiàng)目(2015020604)。

閆容菊(1991-)，女，碩士研究生，從事長距離管道技術(shù)研究；E-mail：844306389@qq.com。

王衛(wèi)強(qiáng)(1974-)，男，博士，教授，從事油氣輸送技術(shù)研究；E-mail：wwq920285@163.com。

TE53

A

10.3969/j.issn.1672-6952.2017.05.006

(編輯 宋錦玉)