轴向旋流除砂器除砂的影响因素分析

本文通过对轴向旋流除砂器除砂原理的研究,分析了在气固两相分离中,影响轴向旋流除砂器除砂效率主要因素。     

一种旋流除砂装置的数值模拟研究

介绍了油田采出液成分,阐明了采出液除砂的必要性,结合旋流分离技术与重力沉降技术,设计了一种底流封闭的单出口旋流除砂结构。利用计算流体动力学软件Fluent,计算旋流除砂器的内部流场,得到了相应的压力损失分布云图和砂相分布云图,通过对旋流除砂装置内部的旋流分离和重力沉降的模拟分析,为旋流器和储砂箱的结构优选提供了设计依据。     

新型除砂池

新型除砂池的设计以水力旋流除砂和沉淀除砂为基础 ,具有结构紧凑、造价低、操作管理方便除砂效率高等特点 ,适用条件易于满足 ,应用范围广。     

浅谈某中心平台三相旋流除砂器位置优化设想

某中心平台接收并处理四座井口平台油井产出的物流,因油田群出砂油井多、砂量大,2016年中心平台启动了在生产管汇安装三相(油、气、水)旋流除砂器项目,目的是从工艺流程源头对混输井液进行脱砂处理,随着油田近年提液增产,实际产量已超过三相旋流除砂器处理能力,实际运行中设备除砂效率低,安全隐患高。结合当前流程排砂工作量大及未来油田面对的治砂难题,笔者提出"三相旋流除砂器位置优化调整研究设想"的合理化建议方案,目的是充分发挥出旋流除砂器作用,同时减轻现场排砂工作量,实现一体化除砂。     

稠油旋流除砂洗砂工艺与装置研制

针对稠油除砂时,旋流除砂洗砂工艺在运行过程中存在对井口压力要求高、旋流器易磨损及自动化程度低等问题进行了一系列研究,开发出了一种静-动态组合式的旋流除砂洗砂工艺与装置。装置完成后,对其运行的稳定性和性能进行了实验测试,达到了预期的目的,并在油田现场进行了验证,其中55μm以上颗粒的除砂率达90%以上,砂中含油满足环境排放要求。     

采出液粘度对井下旋流除砂器内流特性及分离性能的影响

针对井下工况设计了集螺旋片导流、旋流除砂和沉降除砂为一体的新型单出口井下旋流除砂器结构。基于混合模型和雷诺应力湍流模型,针对采出液粘度对内流特性及分离性能的影响进行了数值模拟。结果表明,采出液粘度在1.5~20.0mPa·s范围内变化,对旋流除砂器流场切向速度影响最大,而对轴向速度和径向速度的影响并不大,切向速度和沉降段轴向滑移速度随采出液粘度的增加而急剧下降。随着采出液粘度增加,分离效率急剧下降,甚至失效,压力降也会随之减小。     

油田大罐沉降砂自动清洗工艺研究

油砂的沉积减少了分离器、沉降罐等设备和管线的有效容积,并加速了罐和管线的腐蚀,影响其使用寿命,对原油盘库工作产生不良影响。鉴于此,对某油田大罐油砂物性做了分析测试,确定了大罐沉降和旋流除砂的二级除砂方案,设计了一种大罐油砂自动处理工艺。该工艺在某油田进行了试验,运行良好,各项指标均达到设计要求,是一种比较理想的油砂自动处理工艺。     

动态旋流除砂器在采油平台的应用

文昌油田群在开发过程中,随着开发时间的增加,采液量不断提高,地下岩层逐渐松动,各种粉砂岩、地层砂随着原油进入生产系统,不但对井口平台设备如过滤器、外输泵、管线等造成损害而且极大的降低了油品质,直接影响经济效益。通过不断的对动态旋流技术进行试验研究,结合文昌油田群的特征,成功开发出独具特色的动态旋流除砂器,并在文昌油田群应用。从2012年1月1号运行以来,共排砂500Kg,除砂率达到90%以上,除砂最小粒径达到15μm。     

不同入口设计的井下旋流除砂器流场数值模拟

针对井下原油防砂问题,提出了3种不同入口方式的内外双级旋流器串联式除砂器的结构模型并介绍了它的工作原理。利用TGrid程序,采用四面体网格对除砂器整体进行了网格划分,确定出边界条件。采用FLUENT软件三维数值模拟的方法,对不同入口方式的除砂器速度场、压力场、分离介质运动迹线的分布特征和介质相分布特征的数值模拟进行了研究,分析了内部分离介质流动特征对分离性能的影响。通过模拟发现除砂器内部的螺旋翅片引导流体产生涡旋流动,可以实现固液分离的目的,与传统旋流器相比,没有形成空气柱,从而使得内部流场更加稳定,有利于介质分离。不同的入口方式对除砂器内部流场产生不同的影响,切向入口时更有利于旋流的形成。     

高压气井弱旋流除砂装置的设计

通过采用先进的气液固三相弱旋流分离技术,设计一种气液固三相弱旋流分离装置,实现气液固三相分离,以解决高压气井井口含砂对下游设备造成危害的问题。并通过现场工业化试验证明高压气井旋流除砂装置结构简单、操作简便、使用安全可靠、除砂效率高。     

旋流分离技术在甲醇制烯烃工艺废水处理中的应用

旋流分离技术在液-固分离和油水分离方面有广泛的应用,针对甲醇制烯烃废水处理中存在的问题,分别研究了急冷水旋液分离器和水洗水旋流除油器,应用于急冷水中催化剂微粉的脱除及水洗水中的油蜡类物质的分离。研究成果应用于某化工企业180万吨/年DMTO装置的水处理系统,并对其急冷水和水洗水水质进行了长期的监测,主要监测指标为急冷水旋液分离器进出口悬浮物含量和水洗水旋流除油器进出口油含量。工业运行结果表明：急冷水一级旋液分离器和二级旋液分离器的效率分别能达到50%和80%,对急冷水进行了有效的澄清,同时对外排相进行了有效的提浓;水洗水除油器的分离效率可达到60%,对油蜡类物质具有较好的分离效果。旋流分离技术的应用,减少了水系统中管路及设备堵塞,保证了装置的稳定运行。     

溢流管结构对天然气水合物用旋流器分离性能的影响

建立了主直径100 mm的旋流器模型,采用计算流体力学(CFD)方法研究了溢流管内径、插入深度及壁厚对旋流器分离天然气水合物性能的影响规律。结果表明,入口流速为9 m/s时,随溢流管内径增大,水合物分离效率增大,砂的分离效率降低,旋流器的压力降逐渐减小;随溢流管壁厚增大,水合物和砂的分离效率稍有增大,旋流器的压力降先增大后减小;随溢流管插入深度增大,水合物分离效率先减小后增大,砂的分离效率先增大后减小,旋流器的压力降波动较小。溢流管内径对旋流器分离天然气水合物性能的影响最大,插入深度次之,壁厚的影响最小。     

底流管直径对旋流防阻机性能的影响

为考察由旋流分离器和引射回流装置组成的污水旋流防阻机在不同底流管直径下的分离性能,进行了砂水分离实验和生活污水除污实验。实验结果显示：连续底流的旋流防阻机与封闭集污槽的旋流分离器相比,前者具有更高的分离效率,且能量损失增加基本可以忽略。相比Kelsall提出的折算分离效率,提出了更加适合旋流防阻机的综合考虑分离效率和热泵系统可用水量的综合分离效率。该旋流防阻机的最优底流管直径为5～10 mm,即最优底流管直径与溢流管直径比值为12.5%～25%。此时,污水旋流防阻机对原生生活污水中小于4 mm污杂物的分离效率为92.6%～94.3%,分流比为1.32%～2.54%。这说明通过旋流分离机制,可以达到污杂物暂离,净水取热的条件。另外,分流比与底流管直径呈正比。     

聚合物驱油田采出水处理工艺新技术

在传统油田采出水处理工艺技术的基础上,设计了创新工艺,增加了预处理工艺流程和处理设备,将水力旋流配合速沉器的工艺作为精细过滤的前处理工艺,其工艺流程为:来水→水力旋流除油→速沉器→精细过滤→出水。经该工艺处理后,出水含油质量浓度平均为1.34 mg/L,出水悬浮物固体质量浓度为3.77 mg/L,粒径中值达1.419μm,含油量达标率100%,悬浮物达标率100%。     

Performance characteristics for particles of sand FCC and fly ash in a novel hydrocyclone

With growing industrialization in power sector and petrochemical industries water has been contaminated with particulates like sand, fly ash and FCC. In the present investigation, a new type of hydrocyclone was designed and fabricated. The system is designed in such a manner that it can operate in a wide range of variables for sand, sand-ash and sand-FCC systems. A detailed study on performance analysis of hydrocyclone, pressure drop, cut size particle diameter and particle characterization has been carried out for the design of the hydrocyclone. A mathematical model for predicting particle separation efficiency and cut size particle diameter has been developed. A correlation has been developed for percentage removal of particles and retention of particles in the hydrocyclone. An experimental finding shows 96% removal efficiency for particle with cut size diameter of , which can meet the required separation in industrial application.     

石灰乳制备过程中的石灰渣分离方法及设备

为了避免在石灰乳的制备过程中石灰乳液夹带的不溶性杂质对整个系统危害,通过对石灰乳制备工艺的分析以及石灰渣分离装置的比较,得出利用旋流除渣器对石灰渣进行分离是比较适用的方法。旋流除渣器在中国石化巴陵石化公司8000 t/a环氧丙烷装置的应用结果表明,旋流除渣器的平均分离效率大于80%,石灰渣的平均脱除率达到了81.35%,皂化塔清洗周期延长到40～50天,实现了整套装置长周期稳定运转,降低了设备损坏率,减少了环境污染。     

Effects of Solids Concentration and Underflow Diameter on the Performance of a Newly Designed Hydrocyclone

Solid‐liquid and liquid‐liquid separations in a hydrocyclone are versatile and require low maintenance costs. The demand for process improvement and cost reduction has motivated numerous optimization studies. The performance of a newly designed hydrocyclone is evaluated. The proposed device was obtained by application of differential evolution techniques and is called optimized thickening hydrocyclone (OTH). The OTH provides promising results, leading simultaneously to low Euler numbers and high solids concentrations of the underflow streams. Compared to the conventional Rietema hydrocyclone, it shows higher efficiency and better thickening power. The effects of solids concentration and underflow diameter on the performance of the OTH are quantified and a design equation for this device is proposed.     

旋流分离对天然气水合物除砂提纯的影响

针对固态流化开采方法开采海底天然气水合物含砂量大导致开采效率低的问题,提出原位分离工艺,设计了旋流分离装置,基于该装置利用CFD数值模拟方法研究了固相(砂和水合物颗粒)直径、入口浆体流量及浆体中砂浓度对装置分离性能的影响。结果表明,在研究范围内,砂和水合物分离效率大部分高于60%,最高达98.72%,压降大部分低于0.5 MPa,最低至0.03 MPa。砂粒分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳,随浆体入口流量增大先增大后减小,随砂浓度增大而降低;水合物分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳,随浆体入口流量增大先增大后减小,随砂浓度增大而降低。溢流口和底流口压降几乎不随固相粒径变化,随砂浓度和浆体入口流量增大而增大。固相粒径、入口流量、砂浓度对分离性能有较大影响,在砂粒径大于20 ?m、水合物粒径大于40 ?m、浆体入口流量约5 m3/h、入口砂浓度不超过25vol%的条件下分离性能良好。     

The downhole hydrocyclone separator for purifying natural gas hydrate:structure design,optimization, and performance

ABSTRACT

The exploitation efficiency of natural gas hydrate is highly affected by sand production. In this paper, hydrocyclone purification separator was designed. A combination of single factor with computational fluid dynamics (CFD) was used to optimize the structure parameters. The performance of optimized hydrocyclone was also investigated. It shows that the sand separation efficiency increases from 90.4% to 98.7%, and the natural gas hydrate separation efficiency increases from 89.5% to 97.8%. Furthermore, the cut size of sand and natural gas hydrate are as low as 3 and 2 µm, respectively, and separation efficiency remains above 80% under inlet parameters. It can provide some reference for the design and manufacture of the in situ purification separator for gas hydrate mixture slurry.     

优选结构液-液旋流管分离特性

利用库尔特粒径检测技术,对一种优选结构液-液旋流分离管的分离特性进行了较为系统的实验研究。实验测得该旋流管的临界分离粒径为30μm,而相同条件下国外典型产品,即F型旋流管的临界分离粒径为60μm,表明这种优选结构旋流管的分离特性较F型旋流管显著改善;实验结果还表明该旋流管的分离特性随处理量的增加而提高,当处理量为10m~3·h~（-1）时最好;随溢流比的加大而改善,其最佳溢流比为4％～5％;此外,还考察了为含油浓度与粒径分布之间的关系。有关结果为科学严格地评价液-液旋流分离管的分离性能提供了科学依据。