[發(fā)明專利]一種考慮相變的同心雙管注蒸汽井筒干度確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810233036.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110298047B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧浩;孫建芳;秦學(xué)杰;曹立迎;方文超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F119/08
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;何嬌

1.一種考慮相變的同心雙管注蒸汽井筒干度確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、針對(duì)所述同心雙管注蒸汽井筒的內(nèi)外管熱流體在向下流動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)的五種不同相態(tài)，分別建立熱物性參數(shù)方程模型，其中，所述內(nèi)外管包括內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管為無(wú)接箍油管，所述外管為環(huán)空；

步驟2、將所述同心雙管注蒸汽井筒劃分為多個(gè)分段；

步驟3、利用分段迭代法結(jié)合所述熱物性參數(shù)方程模型求解每個(gè)分段的干度；

所述五種不同相態(tài)為未飽和水、飽和水、濕飽和蒸汽、干飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽；

所述熱物性參數(shù)方程模型包括：

第一方程模型，其用于表征所述內(nèi)外管熱流體的密度與干度、溫度、壓力之間的關(guān)系，所述第一方程模型包括：

無(wú)接箍油管：

環(huán)空：

其中，W_ij和W_an分別為無(wú)接箍油管和環(huán)空內(nèi)熱流體的質(zhì)量流量，kg/s；D_ii為無(wú)接箍油管的內(nèi)徑；ρ_ij和ρ_an分別為無(wú)接箍油管和環(huán)空內(nèi)熱流體的密度，kg/m³；ν_ij和ν_an分別為無(wú)接箍油管和環(huán)空內(nèi)熱流體的流速，m/s；r_1i和r_io分別為隔熱管內(nèi)管的內(nèi)半徑和無(wú)接箍油管的外半徑，m，z為每個(gè)分段的上界面距井口的距離，m；

第二方程模型，其用于表征所述內(nèi)外管熱流體的傳熱速度與溫度的關(guān)系；

第三方程模型，其用于表征所述內(nèi)外管熱流體的壓力降與密度、壓力之間的關(guān)系；以及

第四方程模型，其用于表征所述內(nèi)外管熱流體的干度與傳熱速度、壓力、溫度之間的關(guān)系，所述第四方程模型包括：

無(wú)接箍油管：

環(huán)空：

其中， dQ_ij/dz指單位長(zhǎng)度上無(wú)接箍油管內(nèi)熱流體向環(huán)空內(nèi)熱流體的傳熱速度，W/m；dQ_an/dz為單位長(zhǎng)度上環(huán)空內(nèi)的熱流體到水泥環(huán)的傳熱速度，W/m；h_ij和h_an分別為無(wú)接箍油管和環(huán)空內(nèi)熱流體的焓，J/kg； g為重力加速度，m/s²；θ為無(wú)接箍油管與水平方向的夾角，rad；

在不同的相態(tài)下，井筒內(nèi)的熱流體的密度函數(shù)為：

其中，ρ_s和ρ_w分別為干飽和蒸汽和飽和水的密度，kg/m³；x為干度；

對(duì)于濕飽和蒸汽，熱流體的密度是溫度和干度的函數(shù)，采用蒸汽干度加權(quán)的方法進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于干飽和蒸汽和飽和水，熱流體的密度是溫度的函數(shù)；對(duì)于過(guò)熱蒸汽和未飽和水，熱流體的密度是溫度和壓力的函數(shù)；

不同相態(tài)下熱流體的焓函數(shù)為：

其中，對(duì)于濕飽和蒸汽，熱流體的焓是溫度和干度的函數(shù)，采用蒸汽干度加權(quán)的方法進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于干飽和蒸汽和飽和水，熱流體的焓是溫度的函數(shù)；對(duì)于過(guò)熱蒸汽和未飽和水，熱流體的焓是溫度和壓力的函數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一方程模型基于質(zhì)量守恒定律得出，所述第二方程模型基于井筒傳熱規(guī)律得出，所述第三方程模型基于動(dòng)量守恒定律得出，所述第四方程模型基于能量守恒定量得出。