Velocidad de Translación del Slug para Flujos de Aceite y Gas Altamente Viscosos en Tuberías Horizontales
Autores: Baba, Yahaya D.; Archibong-Eso, Archibong; Aliyu, Aliyu M.; Fajemidupe, Olawale T.; Ribeiro, Joseph X. F.; Lao, Liyun; Yeung, Hoi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Velocidad de Translación del Slug para Flujos de Aceite y Gas Altamente Viscosos en Tuberías Horizontales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Velocidad
Translacional de bulto
Viscosidad
Modelos de predicción
Flujo de dos fases
Correlación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La velocidad de translación del slug, descrita como la velocidad de las unidades de slug, es la suma de la velocidad máxima de la mezcla en el cuerpo del slug y la velocidad de deriva. Los modelos de predicción existentes en la literatura se desarrollaron basándose en observaciones de líquidos de baja viscosidad, ignorando los efectos de las propiedades del fluido (es decir, la viscosidad). Sin embargo, se espera que la velocidad de translación del slug se vea afectada por la viscosidad del fluido. Aquí, investigamos la influencia de la alta viscosidad del líquido en la velocidad de translación del slug en una tubería horizontal de 76.2 mm de diámetro interno. Se utilizaron aire y aceite mineral con viscosidades dentro del rango de 1.0-5.5 Pa·s en esta investigación. La medición se realizó mediante un par de densitómetros gamma con frecuencias de muestreo rápidas (hasta 250 Hz). Los resultados obtenidos muestran que la velocidad de translación del slug aumenta con el incremento de la viscosidad del líquido. Los modelos de predicción de la velocidad de translación del slug existentes en la literatura fueron evaluados en función de los datos de alta viscosidad actuales, para los cuales el análisis estadístico reveló discrepancias. En vista de esto, se propone una nueva correlación empírica para el cálculo de la velocidad de translación del slug en flujo bifásico altamente viscoso. Un estudio de comparación y validación de la nueva correlación mostró un rendimiento de predicción mejorado.
Descripción
La velocidad de translación del slug, descrita como la velocidad de las unidades de slug, es la suma de la velocidad máxima de la mezcla en el cuerpo del slug y la velocidad de deriva. Los modelos de predicción existentes en la literatura se desarrollaron basándose en observaciones de líquidos de baja viscosidad, ignorando los efectos de las propiedades del fluido (es decir, la viscosidad). Sin embargo, se espera que la velocidad de translación del slug se vea afectada por la viscosidad del fluido. Aquí, investigamos la influencia de la alta viscosidad del líquido en la velocidad de translación del slug en una tubería horizontal de 76.2 mm de diámetro interno. Se utilizaron aire y aceite mineral con viscosidades dentro del rango de 1.0-5.5 Pa·s en esta investigación. La medición se realizó mediante un par de densitómetros gamma con frecuencias de muestreo rápidas (hasta 250 Hz). Los resultados obtenidos muestran que la velocidad de translación del slug aumenta con el incremento de la viscosidad del líquido. Los modelos de predicción de la velocidad de translación del slug existentes en la literatura fueron evaluados en función de los datos de alta viscosidad actuales, para los cuales el análisis estadístico reveló discrepancias. En vista de esto, se propone una nueva correlación empírica para el cálculo de la velocidad de translación del slug en flujo bifásico altamente viscoso. Un estudio de comparación y validación de la nueva correlación mostró un rendimiento de predicción mejorado.