应用PIV技术测量幂律流体在环空管道内的流场

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历玉英[1] 刘扬[1] 陈建业[2] 周立杰[3]

[1]大庆石油学院地球科学学院,黑龙江大庆163318 [2]大庆油田有限责任公司井下作业分公司,黑龙江大庆163112 [3]大庆油田有限责任公司储运销售分公司,黑龙江大庆163300

国际标准刊号：ISSN 1000-1891

国内统一刊号：CN 23-1297

摘　　要:

为研究偏心环空流动或其它流体的流动特性，建立了幂律流体的环空流动实验模型．利用PIV（粒子成像测速仪）技术对环空流场中的粒子分布、速度场和速度分布进行测量，获得了环空流场的流动特性和速度分布规律．结果表明：同一种流动条件下测量大量的瞬时流场，可以获得稳定的时均速度分布场，这反映了环空流场的流动特性，为研究不同情况下的环空流动提供了思路；不同质量浓度、不同流量下流场分布情况的测量结果为数值计算以及工程设计提供了重要的参考，也为以后偏心环空流场的测量奠定了基础；应用PIV流场测量技术研究环空流动流场特性可行．[著者文摘]

关键词:

PIV技术幂律流体环空流动速度分布

钻井工程的钻井液以及采油工程中聚合物溶液的流变特性都符合幂律模式，所以研究幂律流体在环空管道内的流动很有必要．但幂律流体在环空管道中的流动属于周期性的不稳定流动，流动规律非常复杂，目前还无精确的处理方法．近年来，许多研究人员对幂律流体在环空中稳定层流进行了大量研究，得出一些对生产实际有重要参考价值的结论_1 ]，但由于较难实现瞬时(即无扰动)的测量流场，因此，这些结论都主要集中于理论研究层面．而今天，激光测量技术应用与流动可视化发展为掌握幂律流体在环空管道内的流动规律，提供了有力的工具．PIV(Patrticle Image Veloeimetry) 速度测量技术近年来获得了飞速发展“，它利用自成像技术对整个或局部流场同时记录测量，获得了流场的瞬时动力学流动状态．目前PIV技术已经成为试验流体力学的重要研究手段．笔者应用PIV技术研究幂律流体在环空管道中的流场，分析了幂律流体的其它流动形态以及速度分布规律，为完善石油工程的设计和建立合理工作制度提供......