можно «выдавить» жидкую фазу при вводе в трубопровод через определенные промежутки времени шаровых резиновых разделителей практически такого же диаметра, как и внутренний диаметр трубопровода. Пропускная способность трубопровода при этом увеличивается примерно на 30—70%. При выводе формул, характеризующих такое увеличение пропускной способности, рассматривались четыре структуры газожидкостного потока. МакДональд и Бэйкер показали (1964) структуры потока, образующиеся в результате использования шаровых разделителей (рис. 1.4-9). На участке а поток многофазный кольцевой, на участке б газ течет у стенок трубопровода, смоченных нефтью; на участке в существует только жидкостный поток, а на участке г поток аналогичен мноюфазному потоку на участке а. Для каждого типа структуры предложены формулы. Оптимальное использование шаровых разделителей достигается за счет выбора расстояния между ними или, другими словами, за счет выбора оптимального интервала времени между запусками двух соседних разделителей. Разработано специальное оборудование для использования шаровых разделителей с целью^ увеличения пропускной способности трубопроводов, транспортирующих нефтегазовую смесь.

1.4.3. ТЕЧЕНИЕ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА В ВЕРТИКАЛЬНЫХ КОЛОННАХ ТРУБ

Законы движения газожидкостной смеси по вертикальным трубам изучают уже длительное время. Первым общую теорию движения газожидкостной смеси в вертикальных трубах дал Верслайс (1930). С тех пор были разработаны новые теории и, хотя исследования в этой области не могут считаться завершенными, на сегодняшний день разработаны формулы для установления с удовлетворительной точностью параметров вертикального газожидкостного потока, наиболее часто встречающихся на практике. Эти формулы основаны на различных теоретических подходах и при решении разных проблем или объяснении возникающих при нефтегазодобыче явлений применяют те или иные формулы, наиболее пригодные для данного случая.

Причины сложности взаимосвязей, описывающих двухфазный поток в вертикальной трубе, следующие:

1) удельный объем текущей смеси заметно изменяется с изменениями температуры и давления;

2) кроме потерь на трение о стенки вертикальной колонны труб при движении газолшдкостной смеси происходят потери за счет относительного скольжения фаз;

3) на характеристики потока влияют самые различные факторы;

4) жидкость и газ образуют различные структуры потока.

Ниже обсуждаются проблемы, возникающие при течении газожидкостной смеси главным образом применительно к скважинам, добывающим газированную жидкость.

Удельный объем газа постепенно возрастает по мере подъема его по стволу скважины и соответственно по мере уменьшения давления. С одной стороны, происходит расширение свободного газа, поступаю-