旋流器排砂浓度正交试验

油井产液除砂对旋流器的要求主要是提高底流口排砂浓度，以减小底流二次处理的难度。结合油田产液含砂的实际情况，借助于正交试验手段，讨论了影响旋流器底流口排砂浓度的几个主要因素，指出底流口直径是影响底流口排砂浓度的最显著因素。并给出了适于油井产液除砂的旋流器的最佳水力几何尺寸。     

一种强制除砂装置结构设计

针对旋流器在分离高浓度、高粘度钻井液时底流口经常发生堵塞和漏浆的问题,通过优选旋流器,增添除砂装置,设计出一种强制除砂装置。在旋流器底流口装有排砂探头,尾部有水筒、扭矩计结构,能有效减少旋流器在工作时底流口发生的堵塞和漏浆现象,为旋流器及分离系统的正常工作提供有力的技术保障。     

井口除砂旋流器试验研究

采出液出砂在计量井口除去，减少集输系统管网、设备的磨损。通过试验证明，用设计制造的结构简单、能耗低、除砂效率高的CSQ-56型除砂旋流器进行井口采出液除砂行之有效，用除砂旋流器分离采出液中小粒径的泥砂可通过增温降粘、减小旋流器锥角来有效提高分离效率。     

高效旋流除砂器的试验研究

从分析旋流器结构参数对旋流器性能的影响入手，对旋流器的锥角进行了重点选择和试验，从而找出提高分离能力的锥角的最佳值的相应的其它结构参数。所研制的高效肇流除砂器，其分离能力可提高３０－５０％，既除砂又除泥；在不增加设备情况下，实现了提高钻井液净化能力目的。该设备壳体聚氨酯橡胶衬里和铸铁外壳的双层结构，以及新型的底流口调节固定装置，使寿命延长、操作简便、直观。     

采出液脱气除砂一体化内锥式旋流器数值模拟

油田生产中面临多相介质的处理问题,采用单一结构设备实现脱气除砂一体化处理,对于简化工艺、降低压力损耗都具有十分重要的意义。设计了一种内锥式脱气除砂一体化三相介质分离水力旋流器,并对内锥直径、内锥高度等主要结构参数进行了数值模拟和参数优选。通过对旋流器脱气、除砂效果和溢流口与底流口压力损失的数值模拟分析,优选旋流器内锥直径为30mm、内锥高度为96mm。所设计的内锥式脱气除砂一体化旋流器具有较好的分离效果,可有效用于油田采出液的脱气除砂一体化分离处理。     

稠油旋流除砂影响因素

稠油携砂给地面生产设施及外输管道带来严重安全隐患,而稠油的高黏特性造成油砂分离困难。优化旋流器结构,探索旋流器高效除砂的进料条件范围对实现高黏稠油旋流除砂具有重要意义。为此,利用数值模拟方法,研究了不同稠油黏度、含水率和旋流器几何结构下的除砂率和压降。结果表明：油水混合液黏度对砂粒分离效率影响显著,远大于旋流器结构对除砂效果的影响;旋流器结构参数中的入口直径、溢流口直径、锥段长度对旋流场和除砂率影响最显著;控制分流比可减少油相从底流口流出,减少资源浪费,但在高黏低含水率条件下调控分流比才具有效果和意义。该研究结果可为稠油旋流除砂器结构优化和旋流除砂工艺设计提供借鉴。     

旋液环流式除砂器应用试验

旋液环式除砂器是一种新型固液分离设备，不同于一般水力旋流器这处是在直筒段内设一便于安装的内件，底流出口设了一个砂包，可定时间断排砂，分离机理为离心沉降，旋液环流式除砂器具有分离效率高、处理量大，压降小，放大效应小等优点。     

内锥直径对脱气除砂一体化旋流器影响研究

随着油田开发的深入,采出液的含砂量及伴生气量逐渐增加,另外随着聚合物驱油和三元复合驱油技术的推广应用,使油井采出液的分离难度加大。实现油田高效脱气、除砂已成为急需解决的技术问题。内锥式脱气除砂一体化三相介质分离水力旋流器的应用,简化了油气集输处理工艺,分离效率高,并使能耗降低。通过室内试验,研究了旋流器的内锥直径对脱气、除砂效果和压力损失的影响,优选内锥直径为30mm,入口流量为1.1m3/h,溢流分流比为60%。     

对电潜泵具有保护作用的井下除砂器

含砂井液会对电潜泵的轴承、叶导轮等造成磨损，使泵的补偿器和电动机发生故障，降低泵系统的效率。Husky能源有限公司开展了在出砂油井中安装井下除砂器的试验。这种对井下泵具有保护作用的除砂器运用自洁技术分离井下产出的砂子。12口井的试验结果表明，将该除砂器安装于电潜泵的下部，用封隔器定位，可使电潜泵的井下作业时间大幅度延长，泵效显著提高。     

对电潜泵具有保护作用的井下除砂器

含砂井液会对电潜泵的轴承、叶导轮等造成磨损 ,使泵的补偿器和电动机发生故障 ,降低泵系统的效率。Husky能源有限公司开展了在出砂油井中安装井下除砂器的试验。这种对井下泵具有保护作用的除砂器运用自洁技术分离井下产出的砂子。 12口井的试验结果表明 ,将该除砂器安装于电潜泵的下部 ,用封隔器定位 ,可使电潜泵的井下作业时间大幅度延长 ,泵效显著提高     

重力式油水分离器的分离特性研究

利用重力式分离模拟试验系统,以白油和水作为工作介质,分析了6个取样口和油出口、水出口的油水分离效果,进而研究了卧式油水分离器的分离特性和流动规律。研究表明:①分离器内存在一个最佳的油水界面位置,在该位置油层中的水滴分离效果最好,油相粘度是决定该位置的重要参数;②油层厚度相同时,入口含油浓度越小,油相需要的停留时间越少,分离效率就越高,水相的分离效率与入口含油浓度无直接关系;③无内部构件的分离器底部流场存在剧烈的涡流,严重影响油水分离特性,须添加整流和聚结构件,改善分离器内部流场,促进小液滴的聚结合并,以提高油水分离效率。     

超临界CO2水平环空携砂试验研究

为明确超临界CO₂在水平段环空的携砂性能,分析关键施工参数对其携砂性能的影响,根据相似原理设计了超临界CO₂水平环空携砂试验装置,试验研究了超临界CO₂注入质量流量、砂比、出口压力和流体温度对砂粒在水平环空中运移的影响。试验结果表明:超临界CO₂能够以悬浮输送的方式在水平环空内有效携砂,增大其质量流量,会增强环空内流体的紊流强度,进而提高悬浮携砂效果;在较高砂比下,水平环空底部更容易出现砂床,使过流面积减小,从而使砂粒运移速度增大;在相同注入条件下,环空内砂粒运移速度随出口压力升高而降低,但降低幅度逐渐减小;在合理温度范围内提高流体温度,有利于减少环空内砂粒的堆积。研究结果可为超临界CO₂钻井和超临界CO₂压裂优化设计关键施工参数提供参考。      

PX型高效旋风分离器的研究开发

根据对PV型旋风分离器气固流动特性的深入研究,分析了几处影响细粉分离的薄弱环节,并针对性地提出了进气口倾斜、排气管切口及排尘口加防返混锥等结构改进措施.在φ300mm实验室模型试验台上,通过大量对比试验,开发出了一种比现有PV型性能更优良的新一代高效旋风分离器-PX型旋风分离器.实验室对比试验结果表明,相同条件下,PX型比PV型效率提高0.2～1.1个百分点,压力降降低10%～15%.     

液-液水力旋流器的模拟分析与结构优化

根据计算流体力学的原理和方法,以流场数值模拟为基础,利用大型流体计算软件对液液水力旋流器内流体的运动规律进行了模拟分析。在模拟分析基础上,以提高分离效率为目的对除油水力旋流器的入口形式、溢流出口直径和旋流腔长度进行了优化设计。在实际应用中,应用计算得到的优化结构,可以提高旋流器分离效率6%左右。     

脱油型水力旋流器分离准数模型的建立

在分析影响脱油型水力族流器分离性能的结构参数、操作参数、物性参数和分离性能指标的基础上，利用相似理论推导出相似准数，结合逐步回归分析方法处理现场试验数据，建立了能反映脱油型水力旋流器分离性能的指标与其影响参数间的分离准数模型，统计检验结果表明，这组模型具有较高的精度。对模型分析后认为：除油效率主要受处理液含油浓度影响，其次受底流口压力与进口压力的比值pu／pi、雷诺准数的影响；分流比主要受pu／pi的影响，其次受溢流口直径和底流口直径影响；要提高旋流器的处理量，主要应增大旋流器的当量直径，但增大族流器的当量直径对提高除油效率却未必有利。该模型的建立对脱油型水力旋流器的参数优化及进一步研究提供了一种方法。     

油-水分离用水力旋流器试验

用有机玻璃制成的试验用油-水分离水力旋流器（主直径D＝0．038m）是由旋流腔、大锥体段、小锥体段与圆柱段组成。在自行设计的试验台上进行了水力旋流器试验，试验用污水是用自来水加原油配制而成。入口污水含油浓度为400ppm，入口污水流量为1～6m3／h。试验结果表明，水力旋流器的压力降随入口流量的增加而增加（当入口流量增加到3m3／h，分离效率也随流量的增加而增加），当人口流量增加到5m3／h时，压力降达0．170MPa（分离效率可高达97％）；当分流比在2％～5％时，出口净化水的含油浓度可降至15ppm。     

0.5Mt/a重油催化裂化装置三旋的技术改造

针对催化裂化能量回收装置高温烟气轮机(简称烟机)出现的故障,采用中国石油大学(华东)开发的新型导叶式旋风分离技术,提出了新型高效低阻型立管多管式三旋的改造方案。三旋出口烟气在线采样催化剂浓度与粒度分析表明:改造后三旋入口烟气中催化剂平均质量浓度为362.8 mg/m3(工况下湿基),主要是40μm以下的颗粒,其中10μm以下的颗粒占30%～50%,细颗粒含量较高;改造后三旋出口烟气中催化剂平均质量浓度为31.8 mg/m3(工况下湿基);已完全没有10μm以上的大颗粒,工况下三旋的总效率为91.2%。改造后烟机入口催化剂质量浓度及粒度指标远远低于控制指标,三旋分离性能指标完全达到烟机入口烟气的净化要求,保证了烟气轮机长周期安全运行。     

除油旋流器内壁油滴粒径分布规律研究

除油旋流器是一种离心分离设备,油滴粒径沿旋流器轴向的变化关系到旋流器的分离效率。通过研究进口平均粒径与分离效率的关系;不同流量时旋流器各部位的平均粒径;分流比与旋流器各取样部位平均粒径的关系;进口平均粒径与旋流器各结构段分离效率的关系,得出结论:（1）分流比对旋流器边壁的平均粒径影响不大;（2）在正常分离条件下沿旋流器的轴向各边壁油滴的平均粒径逐渐减小,旋流器的各结构段均有一定的分离能力;（3）旋流器的大、小锥段的分离效率随进口平均粒径的增大而增加,直管段的分离效率基本不随进口平均粒径的变化而变化。