段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替流动,是油气混输中经常遇到的流型,段塞流的不稳定流动给油气田的安全生产带来诸多问题,如:管道强烈震动、分离器溢流和管道腐蚀加速等。为保证管线和下游油气处理设备的最优设计和安全操作,对段塞流流动特性进行准确的分析十分重要。本文以空气和水为介质,依托西安石油大学多相流试验室的设备及相关仪器,完成试验台搭建。在内径为25mm,四种不同曲率半径的垂直弯管中进行两相流的试验研究,对完善垂直弯管中的段塞流及实际应用具有十分重要的意义。主要研究内容和结论如下:系统地研究了垂直弯管内气液两相段塞流压力和压差的波动特性,结果表明,在同一曲率半径垂直弯管中,段塞流压力和压差均呈现出类周期性的波动。压力的概率密度分布主要呈现出单峰,双峰,多峰的多样性分布,而压差信号的概率密度分布仅呈单峰分布;压力和压差的概率密度分散性都是随着折算气速和折算液速的增大而增大。压力的功率谱密度有主要频率波动范围变化不大,而幅值较大的特点;压差功率谱密度函数则呈现出频率波动范围变化较大,但是幅值变化不是很明显的特点。采用相关测速法分析垂直弯管中段塞流的特征参数:液塞速度、液塞长度、液塞频率。液塞速度分布符合高斯分布,且折算气速对液塞速度影响较大;液塞长度分布符合对数分布,且受折算气速的影响较大;液塞频率分布符合高斯分布,折算液速是影响液塞频率的主要因素;随着垂直弯管曲率半径的减小,液塞速度、液塞长度、液塞频率均减小。