重力式油水分离设备的分离特性研究

在建立的三相分离模拟实验装置上，对美国Ｃ－Ｅ Ｎａｔｃｏ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ分离器、河南石油勘探局的ＨＮＳ－Ⅱ型分离器和近年研究开发的重力式油水分离结构优化的设备进行了研究。结果表明，结构优化设备的分离特性优于ＨＮＳ－Ⅱ型分离器和美国Ｃ－Ｅ Ｎａｔｃｏ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ分离器，是新型高效重力式油水分离设备更加理想、实用的结构模式。     

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。     

重力式油水分离设备流动特性研究

采用粒子图象测速（ＰＩＶ）与停留时间分布（ＲＴＤ）检测技术,对美国Ｃ－Ｅ Ｎａｔｃｏ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ聚结器、河南石油勘探局的ＨＮＳ－Ⅱ分离器和作者最近开发的一种重力式油水分离结构优化设备的流动特性进行了二维和三维条件下的模拟实验研究。结果表明,Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ填料虽有地强化设备的分离特性,但不能显著改善流动特性,在下游流场中仍存在短路流和返混流现象。由于采用多组波纹填料和改进了进液方式,     

油水重力分离数学模型

根据分离器中的流场分布特点,提出了油水重务分离的塞流,横混和返混模型,并导出了相应的效率计算公式,通过对临界粒径的分析,揭示了分离效果,设备结构,工况条件和介质特性之间的内在联系,建立了油水重力分离的效率计算模型和设备计算模型。结果表明,３种分离模型中,塞流模型的技术经济特性最好,应成为重力式油水分离设备的优选模型。     

螺旋式油水分离装置分离行为仿真研究

提出一种螺旋形流道的新型油水分离装置。应用计算流体动力学(CFD)理论,建立了截面为等腰梯形的7圈圆柱螺旋+6圈圆锥螺旋组合而成的仿真模型,并对该装置进行了流道内流场仿真计算。对多种不同截面形状流道的分析比较表明,该装置能用于油井采出液的油水分离,具有结构简单,操作压力低的特点,且梯形截面流道的分离性能优于其它截面形式流道。     

重力式油水分离设备流动特性的停留时间分布测试

在相似理论指导下，按均流模型较为严格地模拟了实际介质在工程设备中的流动状态，并采用脉冲响应法，通过停留时间分布测定，对几种典型重力式油水分离设备的流动特性进行了实验诊断。结果表明：①现有游离水分离器及Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ填料式分离器中存在的严重短路流及返混，是制约设备分离性能的重要因素；②Ｐｅｒｆｏｒｍａｘ填料在分离器中，除具有强化设备分离特性的作用外，还具有定的整流、稳流作用；③通过对各功能构件的     

离心超重力油水分离器流场特性的数值模拟研究

随着油田开采逐渐进入高含水期,对油水分离器的性能要求也愈发严格,现有油水分离器已很难达到分离要求,油水分离领域亟需新的研究进展。通过数值模拟的方法对一种新型离心超重力油水分离器流场特性进行了研究。从流动参数、结构参数以及物性参数3个方面探究不同参数对分离器分离性能及流场特性的影响规律。研究结果表明：各含水体积分数情况下该分离器分离效果都较好,油出口分离效率随着含水体积分数上升而减小,且含水体积分数较高时水出口的含油量较低;随着入口流量的增大,水出口含油量不断增大,油出口分离效率先减小后基本不变;随着电机转速的增大油出口分离效率先增大后基本不变,电机转速为500 r/min时,油出口分离效率为82%,电机转速为1 500 r/min时,油出口分离效率增大至97%;在模拟范围内叶片数量与分离效果呈正相关;油密度和油黏度与分离器分离效果均呈负相关,其值越大分离效果越差。研究结果可为离心超重力油水分离器的实际应用提供理论指导。     

重力式油水分离设备的计算模型

针对重力式油水分离设备设计理论尚不完善，设备设计尚处经验阶段，设备性能指标评价体系尚未建立的实际，在基于大量实验研究和理论分析的基础上，从引入分散相的粒径分布模型入手，通过对临界粒径的分析，提示了分离效果，设备结构与介质特性三方面之产是的内在联系，由此建立了重力式油水分离设备的效率计算模型与设备设计计算模型。此外，本文还引入了粒级效率的概念，并论述了粒级效益与分离效率之间的关系与区别，澄清了多年来     

油水分离旋流器流场和分离性能的数值模拟

深入研究了液-液水力旋流器的流动机理,并采用LRR应力模型对油水分离旋流器的油水两相流场进行了数值模拟。通过数值计算得到了水力旋流器内流体流动的流线图、等压线以及速度矢量图,并且研究了不同参数(分流比、进口压力以及溢流管直径)对分离效率的影响。计算结果与理论分析一致,证明了模型和算法的正确性。研究成果为前人试验和理论总结提供了有力的理论支持,同时为进一步研究水力旋流器的分离机理、流场特性以及结构优化设计提供了一条有效的途径。     

含聚结填料分离器的分离特性试验研究

利用重力式分离模拟试验装置,对添加聚结填料前、后分离器的分离特性进行了对比研究。结果表明,该聚结填料对小液滴具有较好的聚结、合并作用,能显著提高油水分离效果,缩短停留时间;添加聚结填料前,前上、前中和前下取样口样品的含水量或含油量变化不大;添加填料后,后上、后中和后下取样口样品的含水量或含油量明显变小。     

井下油水分离漩流器数值仿真分析

应用计算流体力学软件FLUENT对井下油水分离器中的漩流器（核心部件）进行了三维数值模拟,在建立模型时运用RSM湍流模型和基于欧拉法的MIXTUER两相流模型。数值模拟得到了漩流器的速度场、压力场和油水相分布等数据,对井下油水分离器的设计具有指导意义,并为进一步研究漩流器分离性能提供了参考依据。     

油水分离用水力族流器的模拟试验

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５～６ｍ３／ｈ、分流比为２％～５％时，分离效率可达９８％。     

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。     

油-水旋流器粒级效率数值模拟

在对油-水旋流器的流场模拟基础上,采用RSM湍流模型和Mixture模型对其分离特性和粒级效率进行模拟。结果表明:在旋流器中,不同粒径的颗粒运动轨迹不同,离散相颗粒的分离效率随着粒径的增大而增大;不同粒径的流体质点在同一旋流器中的运动轨迹、速度、分离特性等方面都有较大的差别;旋流器的轴心处会形成油核,且油核的形状与油滴的大小直接相关,旋流器的主要分离过程在圆锥段完成。     

有杆泵井下油水分离系统设计与分析

随着油田开采进入高含水阶段,大量采出水的举升和处理使得采油经济效益越来越低.鉴于此,结合我国油田实际情况,提出一种新型有杆泵井下油水分离系统.该系统由注采式一体泵与两级串联旋流器连接,可实现同井采注.基于正交试验设计,以底流口含油质量浓度CU为目标,通过Fluent软件采用RSM雷诺应力模型优化旋流器主要结构参数.同时...     

油水两相旋流分离试验

以油水为工质进行了液－液两相旋流分离的试验，研制了一种高效的油水旋流分离器。研究了流量、回流率、入口含油浓度、油的乳化等因素对分离效率的影响。试验发现旋流压降与流量成指数关系。对旋流分离过程中油粒破碎的机理进行了分析讨论，分析表明当修正韦伯数大于１２时，油料发生破碎。     

油水旋流分离器流动机理和分离性能研究

采用雷诺应力模型CFD数值模拟方法．对油水分离器内的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法进行研究。得出了分散油相等浓度分布云图和用于判断旋流器分离性能的流量-效率曲线、流量-压力降曲线、分流比-效率曲线和粒级效率曲线。利用试验对曲线进行验证，结果表明，理论计算与实验数据曲线在一定范围内变化趋势一致，根据曲线可对旋流分离器的性能作出判断，并确定处理能力及是否对来液采取必要措施来提高分离效果等。     

寡聚度对低聚阳离子季铵盐表面活性剂的聚集行为、油-水界面性能及润湿性的影响

合成了联接基团含有酰胺键及羟基的Gemini阳离子季铵盐表面活性剂Malic 2C12及三聚阳离子季铵盐表面活性剂Citric 3C12,并通过表面张力、电导及动态光散射技术（DLS）,研究了Malic 2C12及Citric 3C12的聚集行为。结果表明,随着寡聚度由1（十二烷基三甲基溴化铵,DTAB）增大到2（Malic 2C12）再到3（Citric 3C12）,表面活性剂的表面活性提高,临界聚集浓度（CAC）有了数量级的降低,聚集能力大大提高。当浓度高于CAC时,疏水尾链之间的疏水相互作用以及联接基团之间的氢键相互作用促使Malic 2C12聚集形成球形胶束。而3个季铵盐头基间的静电排斥及联接基团的刚性使Citric 3C12以爪状构象存在,聚集形成大聚集体。同时,随寡聚度增大,DTAB、Malic 2C12和Citric 3C12降低油 水界面张力及润湿石蜡表面所需的浓度有数量级的降低。而且,由于爪状构象的Citric 3C12分子之间在大聚集体中相互作用很强,解聚集成单体的过程慢,使得其对石蜡表面的润湿具有时间响应性。