张鹏 祁庆芳 程利 陈强 蒋玉卓 吕林林

中国石油青海油田分公司管道处

近年来，原油集输管道穿孔现象频繁发生，内腐蚀是造成穿孔的主要因素之一，研究内腐蚀机理是制定管道防腐措施的关键。原油自身不具备腐蚀性，但原油中存在一定的饱和水或游离水，在经过管道的上倾、下倾或弯头等处时形成积液，积液与酸性物质结合，会在管底发生电化学腐蚀，产生的腐蚀产物可堵塞管道，引发管道安全问题[1-2]，特别是在管道停输阶段，积水会逐渐向地势较低的地方汇集，对再启动过程影响较大[3]。因此，准确预测积水位置分布、流动特性和携水所需要的最小原油流速对清除管内积水具有重要意义。目前，受限于油水两相流在水平管内的复杂流动状态，多以水平管为对象进行研究[4-7]，且传统的两相流试验研究中，油水混合物以恒定流速和相含率进入管道，但本文研究的积水被预先注入管道，模拟管道停输阶段，积水体积不再增加，积水运移的增量全部来自油相的剪切作用和壁面的摩擦，积水移动速度和油水界面形态未知。

经研究表明[8-10]，油水两相流瞬态问题的求解可利用计算流体力学（CFD）来进行数值模拟，在此采用Ansys Fluent 建立原油携水流动性模型，利用流体体积（VOF）模型、标准k-epsilon 湍流模型、连续界面张力（CSF）模型对油水界面的动力学模型进行求解，分析油水界面的具体形态，对比不同管壁润湿角条件下的流动特性。

1 原油携水模型

1.1 基本控制……

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