单点注气液-液旋流器分离效率的实验研究

针对油田后期开发中遇到的污水处理难度大等实际问题,实验研究了气携式液液水力旋流器,由于气泡与油滴结合后形成油气复合体,从而有利于部分油滴向旋流器中心处运移,但气体对旋流器内的流场同时也会产生一定的影响。通过旋流器入口注气和锥段不同位置的单点注气实验,发现气携式液液水力旋流器的分离效率有较为明显的提高,同时,与常规的液液水力旋流器相比,对流场的稳定性要求更高,分流比和溢流口直径均较大,对操作参数的控制应更加严格。     

微孔注气式旋流器分离性能试验研究

为了满足油田三次开采后水处理的高要求,设计了新型水力旋流器——微孔注气式旋流器。针对影响该旋流器分离性能的因素进行了试验研究,分别在大锥段注气和小锥段注气的2种注气方式下,研究了该旋流器的含气体积分数和分流比对分离效率的影响,以及分流比与压降比的关系,并进行了对比。结果表明:旋流器的最佳分流比为25%,最佳含气体积分数为30%,旋流器的压降比随着分流比的增加而加大;大锥段注气时,旋流器的最高分离效率为85.4%,平均分离效率为84.0%;小锥段注气时,旋流器的最高分离效率为89.2%,平均分离效率为87.3%。最后指出小锥段注气为最佳注气方式。     

旋流器轴向速度分布规律--液-液水力旋流器速度场研究之三

用多普勒激光测速仪并加入频移装置,提高了对双锥体结构水力旋流器轴向速度场的测试精度,测试结果和分析研究表明,旋流器的轴向速度场以零轴向速度包格面为界分为内外两个旋流区,外旋流区和流体边旋转边向底流流动,最终从底流口排出;内旋流区的流体则边旋转边向溢流口流动,最终从溢流口排出。     

气体颗粒粒度对气液分离旋流器性能影响的数值模拟

针对一种用于气液两相分离的旋流器结构,采用Fluent软件,开展了分离气体颗粒粒径变化对旋流器压降、湍动能损失特性及脱气效果影响的数值模拟分析。研究结果表明,随着分离气体颗粒粒径增大,旋流器溢流出口的压降先减小后增大,旋流器溢流出口的湍动能损失增大,旋流器气相分离效率逐渐增大。     

水力旋流器液—液分离效率

如何评定液－液分离中水力旋流器的分离效率，是其理论研究与应用的一个重要问题。本文介绍三种不同评定分离效率的标准：简化效率、总效率与级效率。并将它们加以分析、比较。     

固-液-液三相分离水力旋流器现状及发展趋势

固-液、液-液等二相水力旋流分离器已经是现今石油石化工业中不可缺少的分离工具,但目前还不能分离液体中同时含有石油和固体颗粒的多相混合物。因此,要研究一种新型的固-液-液三相分离旋流器。简述了三相分离器的原理、研究现状和发展趋势。     

柱状气液旋流器的耦合流变水力特性模型

利用改进的柱状气液旋流器(GLCC)机械设计模型计算并预测出该模型的气液耦合流动的流变水力特性,如临界速率、平衡液位高度、零净液体流量及液体携带起始点等。柱状气液旋流器机械设计模型的确定对平衡液位模型和气-液界面模型的建立有重要意义。推导出了净液体流量为零时的最大液体容量,并得出在一种临界参数下气体中无液体携带和液体中无气体携带的条件。液体携带起始点的提出和预测为获得较为完整的气液耦合流变临界操作参数提供了依据,而且为今后柱状气液旋流器的推广应用提供了参考。     

油水分离用水力旋流器的模拟试验

给出了试验用油水分离水力旋流器的几何结构及各部分尺寸。油水分离模拟试验表明，当入口流量为５－６ｍ＾３／ｈ、分流比为２％－５％时，分离效率可达９８％。     

轨迹分析法预测液—液水力旋流器的效率

在液－液分离方面，水力旋流器日益成为通用设备，越来越有必要找出最佳的方法对其效率进行估算。目前使用的效率理论是在水力放心流器内速度分布的基础上对固－液分离理论的发展，而这些理论不适合分散相略轻于连续相的乳化液，如油－水乳化液。此文提出了以小滴轨迹分析为基础的效率计算。     

液－液分离水力旋流器特性参数研究

对自行设计的液－液分离水力旋流器进行了一系列室内试验及现场实验，通过原油与水及机油与水两种油水混合介质的分离，系统地研究了水力旋流器几何参数与运行参数对分离效率的影响，提出了一些合理的关系式。在此基础上设计与制造了直径Ｄ为３８ｍｍ及５２ｍｍ两种样机。现场实验证明，该种水力旋流器的分离效率达到９０％以上，且结构简单，可在低压下运行，成本低，能耗少，完全可用于工程实际。     

液-液水力旋流器旋流管的磨损及减磨措施

由于油田采出液和含油污水中含有大量泥砂 ,用于油水分离的水力旋流器过流部件都存在严重的磨损 ,极大地影响设备的油水分离效率 ,严重时导致设备停产。通过对旋流管的磨损情况和磨损机理的研究 ,认为砂粒的切削磨蚀、摩擦磨蚀和冲击磨蚀是引起旋流管局部磨损的重要原因。据此 ,提出旋流管的减磨措施 :选择工程塑料和陶瓷等合适的耐磨耐腐蚀材料 ,提高旋流管过流件的内表面加工质量和设计合理的进口流道 ,可减轻旋流管的磨损 ,延长其工作寿命     

预分水旋流器的现场试验及评价指标分析

介绍了液 -液旋流分离器的操作参数、分离性能、能耗等技术指标 ,对其性能评价指标做了分析。在实践和理论分析的基础上 ,提出了高含水原油预分离旋流器分离性能的评价指标、能量消耗计算方法及综合性能评价指标。通过在辛二站的现场试验 ,研究了旋流器的压差 -流量关系、分流比 -压差比关系和处理效果与进口流量、分流比的关系 ,以及综合评价指标与进口流量的关系。由试验看出 ,在较大的流量范围内 ,进口流量对高含水预分离旋流器的分离性能影响不大 ,但分流比对分离性能的影响明显 ,应对分流比严格控制。旋流器的压降与进口流量的平方成正比 ,体积能耗随流量的增加而增大 ,因此综合评价指标随流量的增大而减小。为了在较低能耗下获得较好分离效果 ,应使旋流器在较小进口流量下工作。     

除水型油水分离旋流器试验研究

对除水型油水分离族流器进行了从含有水分杂质的油中脱除水分的试验研究。用正交设计试验得出了这种旋流器的结构及操作参数的优化数据，并对底流率以及进口雷诺数与其分离性能指标之间的关系作了研究。结果表明，各结构参数与操作参数对不同性能指标的影响敏感程度是不同的，以不同指标参数作为目标函数时旋流器应具有不同的最优结构与操作参数组合；底流直圆管长度适当增大，可以使旋流器脱水过程各项分离指标得到改善；随着底流率的增大，使旋流器脱水率和油损率均增大，而脱水因子则减小；旋流器进口雷诺数对其脱水因子、除水率和油富集因子等分离性能指标没有显著的影响。     

原油预分水旋流器的机理及试验研究

通过试验和机理研究,分析了原油预分水旋流器的除水分离能力。在胜利油田东辛采油厂辛二接转站对35mm,30mm和25mm原油预分水旋流器进行了现场试验。试验表明,原油预分水旋流器可以有效地分离游离水,而对乳化水基本没有分离能力;当溢流含水主要为乳化水时,其含水量与温度之间没有明显的函数关系。     

动态水力旋流器及其试验装置

由动力源、单旋体及进 /出液口等组成的动态水力旋流器 ,作为油水混合液的处理装置 ,在电动机的带动下高速旋转 ,内部液流迫旋切向速度高 ,能够提高油水分离效率。同静态水力旋流器比较 ,动态水力旋流器切向速度的最大值在主直径方向半径的三分之一处 ,并且以最大值为界 ,形成两个涡 ,即外部为自由涡 ,内部为强制涡 ,是一种组合涡的结构。轴向速度的特点是液体在器壁附近和核心处各有一个高速的轴向速度区 ,而在二分之一半径附近却存在一个很低的轴向速度区。为了深入研究动态水力旋流器的性能和机理 ,设计了一种能够模拟现场工况的、流程多变的试验装置———动态旋流分离试验台     

注聚采出水脱油用水力旋流器机理及试验研究

聚合物驱油技术的实施，改变了油井产出水的性质，以致产出水油水分离的难度明显增大。为了确定用于聚合物驱产出水脱油处理的水力旋流器结构型式，首先在室内对普通脱油型水力旋流器的内部速度场进行了激光测定。试验研究显示，在聚丙烯酸胺含量较低（例如100或200mg／t）时，水力旋流器内液体的运动速度有所升高；反之（例如聚丙烯酸胺的含量为300或400mg／L时）则降低。考虑到大庆油田聚合物驱采出水中聚丙烯酸胺含量一般为400mg／L，决定把加大液流的运动速度作为研制水力旋流器的主要依据，并在结构上加以改进，设计制造了1台脱油型水力旋流器。在大庆油田的现场试验表明，样机的分离效率高达85％以上。     

组合式预分离水力旋流器试验

在单体预分离水力旋滤器现场试验获得成功的基础上，对两种不同型式（列管式和筒式）组合预分离水力旋流器的现场性能试验和对比试验结果进行了讨论，重点对筒式组合水力旋流器的分离性能进行了研究。摸索出了较为合理的操作参数（处理量、分流比及压力降等），并对预分离水力旋流器的现场应用工艺流程进行了初步探讨。     

脱油型水力旋流器空气核的稳定性分析

空气核是水力旋流器处于工作状态下的一种重要流场特征,也是水力旋流器实现正常工作及有效分离的主要标志。空气核的稳定性极大程度地影响着水力旋流器的有效分离。对空气核的成因进行了简要描述,并分析了空气核的存在对水力旋流器分离性能的影响,同时对空气核的流动形态及其能耗损失等方面作了必要的研究。研究结果表明,为了使旋流器保持稳定,要合理控制空气核的大小、位置及流动形态分布。     

除油水力旋流器溢流口结构试验研究

为探索溢流口结构和尺寸对除油水力旋流器分离性能的影响 ,设计出三种新型溢流口结构———涡流屏蔽罩式、涡流探测管和涡流屏蔽罩组合式以及实心涡流屏蔽管式溢流口。利用马尔文激光粒度仪 ,在室内模拟试验装置上进行了分离性能测试 ,并采用粒级效率和压力降综合评价了三种结构溢流口的分离性能。测试和分析结果表明 ,溢流孔径越小 ,旋流器分离效率越高 ,压降也略有增大 ;涡流屏蔽罩式、涡流探测管和涡流屏蔽罩组合式溢流口可以降低压降 7%左右 ,而分离效率基本不变 ;实心涡流屏蔽管式溢流口和带下倾角的入口流道组合可以大大降低旋流器的压降     

油水分离用水力旋流器分离性能曲线与实验

描述了水力旋流器性能的评价指标,运用流体力学的流场模拟和油滴的模拟技术,从理论上计算旋流器的流量-效率曲线、流量-压降曲线及粒径-效率曲线,并与实验数据做比较,得出结论：(1)理论计算结果与实测值的关系曲线变化趋势一致,因此可以采用流场模拟的方法预测旋流器的分离性能;(2)利用流量-压降曲线和流量-效率曲线可确定单根旋流管的处理能力及处理效果,相应得到并联旋流管的根数,或根据分离要求及系统所能提供的能量得到处理能力;(3)采用粒径-效率曲线可预测等概率粒径的大小,从而为是否对来液采取处理措施提供依据;(4)利用流场数值模拟方法预测旋流器的性能,可节省投资并缩短开发周期。