地面旋流油水分离器的结构优化

地面旋流油水分离设备对勘探评价井产出原油的准确计量、原油的回收及返排污水的高效处理具有重要意义,其结构参数对油水分离效率产生巨大影响。为获取旋流油水分离器的最优结构组合,基于计算流体力学的离散相模型对分离器内油水两相的三维湍流强旋流场进行数值模拟研究,以油水分离效率为判断标准,分析各关键结构参数对分离效率的影响规律,采用正交试验方法,优化设计分离器的结构尺寸,并进行现场试验。研究结果表明:油水分离效率随着进液口直径和圆锥段角度的增大先增大后减小,随着排油口直径的增大逐渐减小,随着圆柱段长度的增大逐渐增大;最优结构参数组合为圆锥段角度α=11°,进液口直径D1=12mm,排油口直径D2=3mm,圆柱段长度L=70mm。现场试验表明,该旋流油水分离设备体积小、处理量大、使用方便,可高效分离油气井返排液中的原油,实现原油的精确测量,对合理的勘探开发方案的制定具有重要意义。