天然气_凝析液管道瞬态模拟计算方法研究

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1、中图分类号：TE832单位代码：11414学号：2013214086题目天然气/凝析液管道瞬态模拟计算方法研究学科专业油气储运工程研究方向油气长距离管输技术硕士生喻丽丹指导教师于达教授入学时间：2013年9月论文完成时间：2016年5月硕士学位论文独创性声明郑重声明：本硕士学位论文是作者个人在导师的指导Ｋ，独立进行研究丄作，所取得的成果。除了文屮特别加以标注和致谢的地方外论文中＋包含其他个人和集体己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得屮国石油大学或者艽它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研宄做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示ｒ谢意。作者

2、和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应贵任。？作者签名：ＦＩ期：Ｓ导师签名：：＾曰期＾硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限干：学校有权保留并向有关部门和机构送交：学位论文的复印件和电子版；允昨学位论文被査阅和借阅学校讨以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印丨：、缩印或扫描等复制手段保存和丨编学位论。文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索５本学位论文属于保密范围，保密期限ｉ年，解密后适用本授权丨。本学位论文作者如需

3、公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师卞）一面同意，且须以中国石油大学（北京）为第署名单位。作者签名：：論則ｕｍ导师签名Ｈ期厶。５：：｜“＾－－１摘要摘要目前，水下油气生产工艺的发展越来越复杂，一些地形复杂、条件恶劣的地区，如深海、沙漠、腹地等也成为了开发对象。由于长输管道运行中存在一定风险，特别是一些强瞬态过程，如停输、再启动工况，因此实时获得沿线各项流动参数是研究的关键。但由于实时获取沿线各物性参数的难度系数较高，投资也颇为巨大，从经济角度出发，利用多相流的数值模拟来实现在线流动安全保障技术成为了研究热点。针对多相流数值模拟的研究，国外已开发

4、出一系列商用软件，而国内该方面研究较少。本课题组在该方面已有一定成果，但仍然存在计算结果精确度较低，运算速度慢的问题。而本文在已有成果的基础上，对水力算法进行了优化，以解决所存在的问题。本文总结了目前多相流模拟计算的方法以及其各自适用范围。之后，针对一维长输管道的多相流数值模拟，本文最后选取双流体模型作为研究对象，以压力修正方法作为多相流模型的计算方法。本文推导了压力修正方法中的PISO算法在双流体模型中的应用，并采用高阶有界格式进行离散，以提高运算的精确度。本文通过两个基本算例——WATERFAUCET算例和激波算例对PISO算法、SIMPLEC算法以及课题组之前所采用的SIM

5、PLE算法进行对比，结果表明，较SIMPLE算法以及SIMPLEC算法而言，PISO算法的计算速度以及精确度有一定提高。最后，本文针对本课题组所研发的在线流动安全保障系统，在水力计算部分，用PISO算法代替原有的SIMPLE算法，并针对两条实际的天然气/凝析液管线进行数值模拟。同时，用课题组开发的基于耦合算法的天然气/凝析液瞬态数值模拟软件TPCOMP，以及商用软件OLGA进行对比。结果表明，虽然PISO算法的精确性较TPCOMP相比更有优势，但运算速度远远不及TPCOMP。本文尝试用多重网格的方法对时间步长进行变化，虽然结果不太理想，但分析了失败的原因，为今后的研究提供了依据。

6、关键词：天然气凝析液管道；两相流；双流体模型；PISO算法-II-ABSTRACTTransientSimulateStudyforGas-condensatePipelineABSTRACTAtpresent,underwatercondition,thetraditionaltechnologybecamemoreandmorecomplicated.Somecomplexarea,suchasthedeepsea,desert,hinterlandetc.havebeenexploited.Becauseoftherisk,especiallysomestrongtrans

7、ientprocess,suchasshutoff,restartingconditionsinlongdistancepipelineoperation,sogettingthereal-timeflowparametersisthekeyofthestudy.Butconsideringthelargedifficultiesandhighinvestment,multiphaseflownumericalsimulationiseconomicwaytoachieverea