在地形起伏区域,大倾角上倾管是常见的管路结构。受地形的影响,大倾角上倾管气液混输管路极易产生段塞流,而段塞流会给生产工艺带来一系列负面影响。目前对于大倾角上倾管中气液两相流的研究相对较少。为了研究大倾角上倾气液混输管道段塞流的流动特性、段塞流特征及模型,本文开展了一系列实验和理论研究。针对地形起伏区域常见的大倾角上倾管气液混输管道段塞流问题,利用室内实验装置进行气液混输实验,对气液两相流的流型、压力波动特性进行了研究。实验中共观测到7种流型,得到了不同气液流量和倾角下压力波动的时域值、PDF(概率密度函数)、CDF(累积分布函数)和PSD(功率谱密度)特征。实验结果分析表明:由于气体的膨胀和段塞运动的惯性,严重段塞流气液喷发阶段时上倾管上部会出现下部压力小于上部压力的现象;得到了不同表观气速、表观液速和倾角的压力信号并进行数据分析;PDF呈单峰或双峰分布;不同流型的CDF的斜率、拐点和曲线位置不同;PSD图会出现一阶、二阶、三阶和多阶波峰,甚至无波峰分布;在同等气液流量下,随着倾角的增加,严重段塞流的周期和压力波动值增大;结合压力波动特性及对应数据分析结果可以识别流型。实验中得到不同倾角、不同管径下的段塞流工况,进行段塞特征参数分析。分析不同倾角、不同管径、不同气液流速下,段塞速度、段塞长度、段塞分布、段塞频率、持液率的变化,得到段塞特征参数的变化规律。建立了适用于大倾角上倾气液混输管道段塞流模型。模型包括流型判断、段塞捕捉和动量方程求解三部分。流型以理论推导为基础,可以检测以下流型:分散气泡流、分层流、环雾状流、气泡流、间歇流、乳沫状流;段塞捕捉模型以Danielson水力段塞流模型为基础,针对管路气液两相流,建立了一种捕获段塞流的形成和发展过程并进行气液两相流水力计算的模型。以滑移速度定义和液相连续性方程为基础,通过建立动坐标系来求解液相连续性方程,得到持液率的变化来反应段塞的形成和发展,加入地形起伏的影响,来计算段塞特征参数,反映流型变化特征;以气液动量方程为基础,来计算管道不同位置处的压力变化,提出了适用于大倾角上倾管中的滑移速度的修正系数。利用建立的模型进行编程,分别使用实验数据和工程现场数据来验证模型的准确性,并与常用多相流软件OLGA和Ledaflow进行对比,计算结果有较好的准确性。