Estudio Experimental del Flujo de Aceite-Agua Aguas Abajo de una Restricción en una Tubería Horizontal
Autores: Zhou, Denghong; Karatayev, Kanat; Fan, Yilin; Straiton, Benjamin; Marashdeh, Qussai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio Experimental del Flujo de Aceite-Agua Aguas Abajo de una Restricción en una Tubería Horizontal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio experimental
Flujo aceite-agua
Patrón de flujo
Distribución volumétrica de fases
Caída de presión
Aperturas de válvulas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un estudio experimental sobre el flujo de aceite-agua aguas abajo de una restricción. Se discuten el patrón de flujo, la distribución volumétrica de fases y sus impactos en la caída de presión. Empleamos dos técnicas para visualizar los patrones de flujo de aceite-agua: una cámara de alta velocidad y un sistema de Tomografía de Volumen de Capacitancia Eléctrica (ECVT). El sistema ECVT es un dispositivo no intrusivo que mide la distribución volumétrica de fases en la sección transversal de la tubería con el tiempo, lo que juega un papel crítico en la determinación de la fase continua en el flujo de aceite-agua y, por lo tanto, en el patrón de flujo de aceite-agua. En este estudio, profundizamos en el patrón de flujo de aceite-agua y la distribución volumétrica de fases para diferentes aperturas de válvula, caudales y cortes de agua, y cómo impactan en la caída de presión. Los resultados experimentales han demostrado una fuerte relación entre el patrón de flujo de aceite-agua y el gradiente de presión, mientras que el patrón de flujo de aceite-agua está significativamente influenciado por las condiciones de flujo y las aperturas de válvula. Los impactos de los cortes de agua en el patrón de flujo de aceite-agua son más obvios para aperturas de válvula más pequeñas. Para aperturas de válvula grandes, las fases de aceite y agua tienden a estar más separadas. Esto resulta en una variación moderada en el gradiente de presión en función de los cortes de agua. Sin embargo, se vuelve más complejo a medida que disminuye la apertura de la válvula. El gradiente de presión generalmente aumenta con la disminución de las aperturas de válvula hasta que el patrón de flujo se convierte en un flujo disperso de aceite en agua. El impacto de la válvula en el gradiente de presión es más pronunciado en flujos dominados por agua cuando el corte de agua está por encima del punto de inversión, mientras que parece ser más obvio para condiciones de corte de agua medio.
Descripción
Este trabajo presenta un estudio experimental sobre el flujo de aceite-agua aguas abajo de una restricción. Se discuten el patrón de flujo, la distribución volumétrica de fases y sus impactos en la caída de presión. Empleamos dos técnicas para visualizar los patrones de flujo de aceite-agua: una cámara de alta velocidad y un sistema de Tomografía de Volumen de Capacitancia Eléctrica (ECVT). El sistema ECVT es un dispositivo no intrusivo que mide la distribución volumétrica de fases en la sección transversal de la tubería con el tiempo, lo que juega un papel crítico en la determinación de la fase continua en el flujo de aceite-agua y, por lo tanto, en el patrón de flujo de aceite-agua. En este estudio, profundizamos en el patrón de flujo de aceite-agua y la distribución volumétrica de fases para diferentes aperturas de válvula, caudales y cortes de agua, y cómo impactan en la caída de presión. Los resultados experimentales han demostrado una fuerte relación entre el patrón de flujo de aceite-agua y el gradiente de presión, mientras que el patrón de flujo de aceite-agua está significativamente influenciado por las condiciones de flujo y las aperturas de válvula. Los impactos de los cortes de agua en el patrón de flujo de aceite-agua son más obvios para aperturas de válvula más pequeñas. Para aperturas de válvula grandes, las fases de aceite y agua tienden a estar más separadas. Esto resulta en una variación moderada en el gradiente de presión en función de los cortes de agua. Sin embargo, se vuelve más complejo a medida que disminuye la apertura de la válvula. El gradiente de presión generalmente aumenta con la disminución de las aperturas de válvula hasta que el patrón de flujo se convierte en un flujo disperso de aceite en agua. El impacto de la válvula en el gradiente de presión es más pronunciado en flujos dominados por agua cuando el corte de agua está por encima del punto de inversión, mientras que parece ser más obvio para condiciones de corte de agua medio.