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石油是当今世界各国最为重要的战略资源之一。在油田的开发生产中，地面集输管网内广泛使用着混输管线。油气水同时由井筒中产出，并在管路中以混合物的形式进行输送，属于管道内的多相流动。因此，对油气水三相管流进行研究具有重要的意义。
本文在中国石油大学(华东)储运教研室的大型多相流环道上完成了油气水三相流实验。实验介质分别为HVIW150基础油、软化水和空气。实验中出现的主要流型有地形起伏诱发段塞流、波状分层流和水动力段塞流。在不同工况下，利用自制的等动量取样装置对液相区进行了取样分析。结果发现，在诱发段塞流和水动力段塞流型下液相区的截面含水率分布都很均匀，不同之处在于前者要远低于入口处的含水率，而后者则几乎与入口处一致。在波状分层流型下，液相区的截面含水率表现出明显的分布梯度。
根据取样分析的结果，对波状分层流的计算采用了空气-W/O型乳状液-O/W乳状液三层流模型，编程计算的结果与实验值较为吻合。在发生段塞流时油水的混合已经相当充分，因此在气液两相流段塞流压降计算模型的基础上，引入预测油水混合物反相点的Decarre&Fabre模型，从而建立了计算油气水三相流下段塞流的压降计算模型。利用这一模型进行了编程计算并对结果进行了分析。
对三种主要流型进行的稳态流动特性分析表明：波状分层流型下各参数较为稳定，而发生段塞流型时系统状态的变化比较剧烈。发生诱发段塞流时，液塞较长，液塞速度较低；而在水动力段塞流型下，液塞较短，液塞速度较高。对差压和压力信号的统计分析结果发现，诱发段塞流压力波动信号的概率密度曲线为大双峰结构，波状分层流为小双峰结构，而水动力段塞流则趋向于正态分布。此外，本文还利用分形理论中的Hurst指数和关联维数对三种流型下的信号序列进行了计算，并对计算结果进行了分析，发现诱发段塞流呈现出单一的周期性，而水动力段塞流存在数个较弱的周期。此外，三种流型下差压信号的Hurst指数和关联维数值分布区间都互不相同，因此可以用作流型判别的依据。