旋流与分割相结合式静态混合器实验研究

随着油田注聚合物三次采油的不断发展,静态混合器用于注聚合物领域的量也越来越大．而目前油田使用的静态混合器大多数是从化工行业移植过来的,没有针对注聚合物溶液的特殊要求进行专门研究．从现场使用效果来看,这些静态混合器对于聚合物粘度的降解作用过大．为此,设计了一种新型静态混合器,并对它的混合程度进行了实验研究．实验结果表明,该静态混合器的混合程度符合现场要求．     

海上平台聚合物溶液分流型预混器研究

海上油田聚合物驱油过程中,高浓度聚合物母液与高压水混合所使用的静态混合器的混合效果很大程度上影响着采油效率。海上平台空间和承重有限,为了使静态混合器实现高浓度聚合物母液和高压水的高效混合,研制了一种分流型预混器。基于计算流体力学理论,通过数值模拟和现场试验研究了流体在管道内的流动情况及混合效果,并与平台现场高浓度聚合物母液和高压水在三通中预混的效果进行了对比。研究结果表明:高浓度聚合物母液和高压水在分流型预混器出口端0. 60 m内可实现高效混合;现场平台静态混合器前加装分流型预混器后聚合物溶液混合均匀度提高了14. 29百分点。该分流型预混器可以满足海上平台聚合物驱的配注要求。     

基于FLUENT对SWX型静态混合器的研究分析

通过Pro/E软件进行SWX型静态混合器结构和流体模型的三维建模,并基于ANSYS Workbench下的FLUENT模块进行研究分析,采用标准的κ-ε数学模型对在湍流状态下的静态混合器进行流场、速度场、压力场和传热特性的数值模拟,研究静态混合器内流体的流动特性和混合机理。结果表明:流体沿轴向流动时由于混合单元的存在,使得均为匀速的流体出现了速度的分化,流体的轴向最大流速约为径向流速的1.3倍、周向流速的1.7倍,说明流体受到混合单元的阻扰产生径向和周向运动,使流体不断进行分散、分割和重组等形式的变化,而流体经过第3、4个混合单元后基本达到稳定状态,流速区域的分割也相对稳定;另外,流体流量的高低以及混合单元组的数量直接影响到混合器内压降的大小;最后,通过对比分析证实了静态混合器具有较强的传热特性,为SWX型静态混合器的应用、设计、安装提供了参考依据。     

SMV型静态混合器的试验研究

建立了空气-水套管式换热器的试验台,分别测量、计算了空管和SMV型静态混合器的管内对流传热系数,后者比前者提高了4.36倍。通过建立与之具有相同尺寸的模型,在合理的近似工况下,数值模拟了空气在SMV型静态混合器内的流动与传热。与试验数据的比较发现,数值计算具有相当的可靠性。     

聚合物驱用高效静态混合器内部结构优化研究

针对聚合物驱应用的静态混合器对聚合物溶液剪切作用降解大、混合效果差的缺点,研制了一种新型组合式静态混合器,满足了聚合物母液与稀释水混合过程的技术要求。试验结果表明:聚合物溶液的降解率随着静态混合器混合单元数目的增多而增大,混合不均匀度随着静态混合器混合单元数目的增多而减小;现场聚合物溶液流量范围在2.89~3.88 m3/h条件下,组合式静态混合器与X型静态混合器相比平均黏损降低了2.42个百分点,混合均匀度提高1.73个百分点,可以满足聚合物驱的配注要求。     

聚合物驱静态混合器现场适应性研究

静态混合器是三次采油聚合物注入站用于母液和清水混合的一种专用设备。这种聚驱用静态混合器是从化工行业移植过来的,没有针对聚合物溶液的特殊要求进行专门设计。在大庆油田采油一厂中丁３－Ｐ２５井,从站内到井口铺设一条地面管线进行试验。分析试验结果后认为,在注入管线内径为φ５０ｍｍ、最小聚合物混合溶液流量为１．１５ × １０～－３ ｍ～３／ｓ、井距在 １００ｍ以远的条件下,注聚系统取消静态混合器是可行的。通过注入管线的混合作用,到注入井井口,混合指标完全可以达到设计要求。 １９９８年在采油一厂８９ 口注入井推广应用。取消静态混合器不但可以减少注入站的基建投资,还可以消除由静态混合器带来的粘度损失。     

SULZER SMX型静态混合器内部流场数值模拟

采用CFD方法,应用Fluent6．3．26软件对SMX型静态混合器内流场的流动及传热特性进行了数值模拟。通过对不同层流状态计算结果的对比分析可知,SMX型静态混合器对流体有良好的混合和强化传热能力。数值模拟得出,随着雷诺数的增大,流体的压降增大,摩擦因数减小,流经某一截面的流体平均温度降低,传热系数增大;与2个板片的模型相比,4个板片的模型在流动特性上略差,在传热特性和混合方面要强一些。用CFD方法计算的SMX型静态混合器内的流场可为高效SMX型静态混合器内流场的设计提供参考依据。     

肯尼斯静态混合器中气液两相传质参数的测定

在肯尼斯静态混合器中,用化学法以NaOH溶液吸收CO_2的快速气液相反应,根据表面更新理论,在气液比7～15的变化范围内测定了比相界面积和传质系数,获得了实用的经验关联式,为设计该混合器提供了一定的理论依据.     

量纲法分析Kenics静态混合器的压力降关系

介绍了一种新型的静态混合器压力降关系式,该关系式考虑了混合单元的长径比,提高了压力降关系式的可靠性以及计算精度.采用量纲法分析Kenics静态混合器的压力降特性的研究表明,该静态混合器的压力降特性可以通过摩擦因数、雷诺数以及混合单元长径比这3个无因次群来描述.     

螺旋型静态混合器的试验及应用

本文较详细地介绍了螺旋型静态混合器的流动和传质性能试验过程及其在轻质油品精制中的应用情况。从试验和应用结果来看,该混合器具有结构简单、生产能力大、压降小、操作范围宽、维修方便等优点,并取得了较好的经济效益。文中提及的数据和结论可供设计和改造同类装置时参考。