فرازآوری با گاز (۴): اثر جریان چندفازی افقی در طراحی سیستم فرازآوری با گاز
برخلاف آنچه در سایر روش‌های فرازآوری مصنوعی انجام می‌شود، جریان چند فازی افقی نقش مهمی در طراحی سیستم فرازآوری با گاز دارد، زیرا آنچه در خطوط جریان (از سر چاه تا تفکیک‌گر) اتفاق می‌افتد، مستقیاً بر فشار جریانی در بالای مشبک‌ها تأثیر می‌گذارد.
شکل بالا توزیع فشار در امتداد خط لوله را نشان می‌دهد. در شکل، فشار فکیک‌گر، نوع مایع، قطر لوله مغزی و دبی مایع ثابت نگه داشته شده‌اند و تنها نسبت گاز به مایع (Rgl) تغییر می‌کند. همان‌طور که دیده می‌شود با افزایش دبی گاز، همواره فشار سرچاهی مورد نیاز برای حفظ دبی مایع افزایش می‌یابد.
در جریان چند فازی افقی، اصطکاک نقش نسبتاً مهمتری نسبت به جریان عمودی دارد. با افزایش سرعت جریان گاز، فضای اشغال شده توسط مایع کاهش می‌یابد و موجب افزایش سرعت مایع می‌شود که باعث کاهش افت فشار اصطکاکی می‌شود. این اثر در جریان عمودی نیز وجود دارد؛ با این حال، در این مورد، چگالی کل نیز همزمان کاهش می‌یابد، به این ترتیب گرادیان فشار هیدرواستاتیک کاهش می‌یابد که در ابتدا بر افزایش گرادیان فشار اصطکاکی غلبه می‌کند. اما به این نکته توجه داشته باشید که اگر سرعت جریان گاز فراتر از مقدار مشخصی افزایش یابد، افزایش افت فشار اصطکاکی از کاهش افت فشار هیدرواستاتیک بیشتر می‌شود.
افت فشار اصطکاکی و هیدرواستاتیک طبق معادله زیر تعریف می‌شوند:
ترم اول در سمت راست معادله: افت فشار هیدرواستاتیک
ترم دوم در سمت راست معادله: افت فشار اصطکاکی
Vl: سرعت جریان مایع
Ro: چگالی مایع
L: طول لوله
D: قطر داخلی لوله
Z1: ارتفاع در ورودی
Z2: ارتفاع در خروجی
f: ضریب اصطکاک مودی (Moody friction factor)
P1: ارتفاع در ورودی
P2: ارتفاع در خروجی
g: شتاب گرانش
دیدگاهتان را بنویسید