长距离、大管径、多起伏管道的投产一直是管道工程上比较关注的难题。随着研究的深入和技术的提高,管道的投产过程越来越高效,但是仍然无法避免投产过程中管内进气的情况出现。液—气置换过程中,管内的气相和液相介质会以不同的流动形态在管道中运动,这种复杂多变的气液两相流流动特性给管道投产过程中的排气、油头跟踪、设备调试和输油泵的运行带来了极大的不便和安全隐患。本文主要针对这一投产过程对其管内两相流的产生、发展、流型转变和各个阶段的流动机理进行理论的研究,并以成功投产的中国西部成品油管道作为背景,对研究成果作出了一定的验证。　　 首先,对不同管道中可能出现的各种流型进行了总结并加以详细的介绍,给出了以往各种流型判断的方法,分析了其判断准则的优缺点,并将低气速、大管径、小倾角条件下管内可能出现的流型集中在了分层流、间歇流、分散泡状流上。　　 其次,建立了下坡段含气段计算的物理模型,给出了针对不同控制体的质量平衡方程和动量平衡方程,将研究描述立管严重段塞流液塞运动的动量方程成功的引入本模型中来,将含气段中的压力、截面含气率和长度同其底部液塞的运动联系起来,更加符合真实情况。　　 接着,将段塞流研究中的液塞段含气率求解方法引入到模拟管内含气段的破碎过程中来。利用漂移流模型对含气段破碎过程进行了数学建模计算;对模型中速度分布系数等定常量参数进行了选取。目前,两相流的流型判别研究中,对判别条件的选取十分关注,但往往缺少对流型转变过程的研究,本文以计算管内含气段破碎过程为契机,对流型转变过程进行了探索性的拓展。　　 最后,将大管径、低气速流型判断模型、含气段准稳态运动模型、含气段破碎模型结合起来,首次提出了模拟计算大管径、长距离、起伏管段投产期间液—气置换过程的一套综合模型,并编写了Matlab编程将该模型应用于西部成品油管道的投产模拟。