Çox fazlı axınlar

Şaquli axının hasilatı.
Qabarcıqların bölünməsi qalxma sürətindən asılı olub, qabarcığın xətti ölçülərinə görə təyin edilir. Tək qabarcığın mayedə maksimal qalxma sürəti məhdud оlub, həm qazın, həm də mayenin xüsusiyyətindən asılıdır. Məsələn, hava qabarcıqlarının distillə olunmuş suda maksimal qalxma sürəti 26 m/san-dir. Qaz qabarcıqlarının neftdə maksimal qalxma sürəti 20 sm/san-dən çоx оlmur. Neft yatağının quyularından mayenin hasil edilməsi zamanı demək olar ki, həmişə qaz ayrılması baş verir. Ona görə də quyulardan mayenin qaldırılması prosesinin başa düşülməsi, bu zaman istifadə olunan qurğuların layihələndirilməsi və avadanlığın seçilməsi üçün qaz-maye qarışığının hərəkət qanunlarını bilmək lazımdır. Qaz-maye qarışığının hərəkət qanunları, bircinsli mayenin hərəkət qanunlarından daha mürəkkəb olub, az öyrənilmişdir. Əgər bircinsli mayenin qaldırılmasında bir təcrübi sürtünmə əmsalı olursa, QMQ-nin hərəkəti zamanı ən azı iki axın xarakteristikasına rast gəlinir. Şaquli boruda qaz-maye qarışığının hərəkəti uzun müddət öyrənilməkdə davam edir.
Şaquli boruda qaz-maye qarışığının hərəkətinin ümumi nəzəriyyəsini ilk dəfə 1930-cu ildə Versluis vermişdir. 1933-cü ildə isə rus akademiki A.P.Krılov hərəkətin diferensial tənliklərini almışdır. Versluisin aldığı diferensial tənliklərdə qaz-maye fazalarının hərəkət sürətləri eyni götürülmüşdür. Krılov isə fazaların hərəkət sürətlərinin müxtəlifliyini nəzərə alan tənliklərdən istifadə etmişdir. Ümumiyyətlə, indiyədək şaquli bоruda qaz-maye qarışığının hərəkətinin öyrənilməsinə dair bir box nəzəriyyələr vardır. Bu tədqiqatları bitmiş hesab etmək olmaz. Təcrübədə tez-tez rast gəlinən qaz-maye axınlarının parametrlərinin kifayət qədər dəqiqliklə təyin edilməsi üçün bir çox düsturlar verilmişdir. Bunlar müxtəlif nəzəri yanaşmalara əsaslanmışdır. Şaquli boruda qaz-maye qarışığının hərəkətini təsvir edən qarşılıqlı əlaqələrin mürəkkəb оlmasının səbəbləri aşağıdakılardır:
1.Axan qarışığın xüsusi həcmi temperatur və təzyiqin dəyişməsilə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.
2.Qarışığın hərəkəti zamanı şaquli boruların divarlarında sürtünmə itkilərindən başqa fazaların nisbi sürüşməsi hesabına da itkilər baş verir.
3.Axının xarakteristikalarına ən müxtəlif amillər təsir edir.
4.Maye və qaz müxtəlif axın strukturları yaradır.
Qazlı maye hasil olunan quyularda qarışığının hərəkəti zamanı bir sıra problemlər yaranır. Qazın quyu gövdəsi boyunca qalxması zamanı xüsusi həcmi təzyiq azalanda tədricən artır. quyuya daxil olan sərbəst qazın və neftdə həll olunan qazın genişlənməsi və ayrılması temperatur azaldıqca azalır. Qazın ayrılması və temperaturun azalması nəticəsində neftin xüsusi həcmi qismən azalır, təzyiqin azalması nəticəsində isə qismən artır. Şaquli boruda ikifazalı hərəkət zamanı iki növ enerji itkisi baş verir: 1.Sürtünmə itkisi; 2.Fazaların nisbi sürüşməsi zamanı yaranan itkilər.
Ikifazalı axın zamanı sürtünmə itkiləri, bir fazalı axının turbulent hərəkətinin sürtünmə itkilərinə oxşardır. boru kəmərinin en kəsiyində sürtünmə itkisinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən sürətlərin paylanması öz növbəsində axının strukturunun dəyişməsilə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Boru divarı ilə hərəkət edən qarışığın tərkibindəki qazın nisbi miqdarının və axının sürətinin tədricən artması nəticəsində qaz-maye qarışığının qaldırılması zamanı hidravlik müqavimət əmsalı əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Beləliklə, demək olar ki, şaquli boruda ikifazalı hərəkət zamanı yalnız boruların divarlarına sürtünmədən yaranan itkilərin hesablanması belə bir fazalı hərəkət axınında olduğundan daha mürəkkəbdir.
Qaz-maye qarışığının hərəkəti zamanı hidravlik itkiləri xarakterizə edən universal əmsal hələ tapılmamışdır. Ikifazalı axın zamanı axın enerjisinin itkilərinin hesablanması qaz fazasının maye fazaya nisbətən sürüşməsi (nisbi sürəti) hesabına daha da mürəkkəbləşir. Bu sürət qarışığın hərəkət sürəti və qaz ilə mayenin xüsusiyyətlərindən asılıdır. Qaz və mayenin xüsusiyyətləri isə təzyiq və temperaturun funksiyasıdır. Sürtünmə itkiləri əsasən maye və qazın sıxlıqları arasındakı kəskin fərqə görə izah olunur. Borunun başmağında kəmərə daxil olan və bir qədər maye elementləri olan qaz qabarcıqları sonradan bu elementi ötüb keçərək ondan ayrılır. Nəticədə kəməri dolduran quyu məhsulunun qaz amili faktiki hasil edilən neft və qaz həcminə əsasən hesablanmış qaz amilindən kiçik оlur. Qaz qabarcıqları mayedə qeyri-bərabər paylanır. Onlar quyu divarına miqrasiya edərək divaryanı qaz təbəqəsi əmələ gətirir. Qaz qabarcıqları mayedə müxtəlif dərəcədə bölünə (dispersləşmə) bilər. Boruda maye və qazın sürətləri, xüsusiyyətləri və dispersləşmədən asılı olaraq müxtəlif qaz-maye qarışığı strukturu vardır:
1. Qabarcıqlı (buna köpüklü və ya emulsiyalı struktur da deyilir);
2.Tıxaclı; 3.Oxvari strukt