重力式卧式分离器分离效率影响因素分析

重力式卧式分离器的设计原理是油和水之间存在着相对密度差,当系统处于平衡状态时,油水混合物在一定的温度压力下就会形成一定比例的油相和水相。当相对密度小的组分处于层流状态时,密度大的组分会根据斯托克斯公式运动规律发生沉降。由斯托克斯公式可知,沉降速度与油和水的相对密度差成正比,与水的粘度成反比。通过增加水的密度,使油和水的相对密度差变大,同时使油液的粘度减小能够提升沉降的速度,进而提升分离效率。为验证这一理论,利用CFD软件按照不同边界参数模拟了油水分离的内部流场的浓度分布,分别研究了油水的相对密度差、水的粘度和入口流速对重力式油水分离器分离效率的影响。     

利用二氧化碳驱油技术提高采收率

在驱油过程中,二氧化碳与水和油的相界面处会发生传质扩散,使得二氧化碳溶于水或油,溶于水后可使的水的粘度增加,运移性能提高,溶于油后会使得原油体积膨胀,粘度降低,从而降低油水界面张力,而且,传质速度越快,越有利于降低油水界面张力,进而增加原油采收率,提高洗油效率和收集残余油效率,对以后的油气田开发均有较大的意义。     

水平管内水环输送模拟稠油减阻特性

基于自主设计加工并搭建的水环输送稠油减阻模拟管路系统,采用500^#白油模拟稠油,试验研究了稠油在水环作用下的水平管流阻力特性,分析了油相表观流速（0.3～1.0m/s）、水相表观流速（0.11～0.72m/s）及入口含水率（0.13～0.49）对水润滑管流流型特征及减阻效果的影响。结果表明：环状水膜可有效隔离并润滑油壁界面,油-水两相流流型总体上呈稳定的偏心环状流结构;水环输送可大幅降低管道输送过程中的压降,其压降值仅为相同油流量下纯油输送压降的1/55～1/27;当入口含水率为0.13～0.27时,水环输送的效能显著,输油效率均高于40;油相表观流速和入口含水率的增加会增大单位管长压降,降低水环输送的减阻效果和输油效能。     

导叶式液液旋流器内油相浓度分布数值模拟

采用雷诺应力模型（RSM）和双流体模型对导叶式液液旋流器内的油相浓度分布进行数值模拟,考察了操作参数、物性参数和空气柱对油相浓度分布的影响,将模拟所得分离效率与实验结果进行对比,可靠性得到验证。结果表明：油水两相流场中,油相浓度随径向位置的增大而减小,随轴向位置的减小而减小;结合Stokes定律分析,发现在入口流速增大、油水密度差增大和入口油相浓度增大时,油相更易向轴心处聚集由溢流口排出,有助于提高分离效果;空气柱的存在从根本上改变了旋流器内原有油水两相的浓度分布规律。     

摇摆工况下窄矩形通道内两相沸腾摩擦压降特性

为了研究摇摆工况下窄矩形通道内的两相摩擦压降特性,进行了一系列的热工水力实验和理论分析。结果表明,摇摆工况下流体会受到附加惯性力的作用且实验回路的空间位置也会出现周期性的变化,两相摩擦压降梯度的波动振幅随着摇摆角度和摇摆周期的增加而增加;随着通道热通量的增加或者系统压强的减小,两相摩擦压降梯度的波动振幅和时均值逐渐增加。窄矩形通道内的质量流速随着两相摩擦压降梯度的波动而波动,且具有相同的波动周期,由于流体加速和压力传播的速度不同,流量波动和摩擦压降波动存在约1/4周期的相位差。     

油水混合物在水平管中的二相流动特性研究

对内径40mm的钢管和有机玻璃管内油水二相水平流动时的流型、摩擦压降特性进行了详细的实验研究,结果表明:油包水向水包油的转变发生在含水体积分数约0. 4时。随含水体积分数的增大,油水二相流的摩擦压降先是急剧减小,其后在含水体积分数大于0. 4时压降变化趋于平缓。油水二相流的摩擦压降受含水体积分数、管壁润湿特性、管壁粗糙度以及混合物流速的影响,当二相流体处于水包油状态时,钢管内的摩擦压降比有机玻璃管内的大;而当处于油包水时,有机玻璃管内的摩擦压降则比钢管内的摩擦压降大。     

三维上流式反应器床层流动和返混特性

采用内径为280 mm的上流式反应器,以空气模拟气相、甘油和水混合溶液模拟渣油。用3种不同粒径的氧化铝球形工业催化剂颗粒为填充颗粒,考察了不同模拟物系的颗粒粒径、颗粒密度、液相黏度、不同床层的高径比和不同操作条件对上流式反应器内床层压降及其波动、床层轴向返混的影响规律。得到模拟工业运行物系和操作条件的上流式反应器床层总压降关联式,相对误差在12%以内。床层总压降均随床层高径比、颗粒密度和液相黏度增加而增大,但随颗粒粒径的增大而减小,床层压降波动随表观气速增加而增大。填充颗粒粒径越小、颗粒密度越小、高径比越大,床层内轴向返混越严重;床层内压降和轴向返混均随表观气速的增加而增大。     

氨油分离器内高效气液分离元件分离性能的数值研究

采用FLUENT软件对氨油分离器中波纹板除雾器和丝网除雾器内的气液两相流场进行数值模拟计算,考察除雾器的结构参数与操作参数对进出口压降和分离效率的影响规律。结果表明:波纹板除雾器的压降随入口气速的增大而增大,随叶片转折角度的增大而减小,分离效率随液滴直径的增大而增大,随入口气速的增大而增大,随叶片转折角度的增大而减小;丝网除雾器的进出口压降随入口气速的增大而增大,分离效率随入口气速的增大而增加,随入口液滴直径的增大而增加;波纹板和丝网组合在一起的整体分离效率提高,且随着液滴直径的增大,整体分离效率上升很快。     

复合塔板的流体力学特性(Ⅱ) 操作变量和液体物性对塔板流体力学特性的影响

在前文工作的基础上进一步研究了同时具备大孔径和高开孔率条件的复合塔板 ,研究了操作变量和流体的物理性质对该复合塔板流体力学性能的影响 .结果表明 :液体的密度增加 ,塔板压降增加 ,漏液量增加 ;黏度增加 ,塔板压降降低 ;表面张力减小 ,漏液点速度上升 ,雾沫夹带增大 ,液泛速度下降.     

三维上流式反应器床层流动和返混特性

采用内径为280 mm的上流式反应器,以空气模拟气相、甘油和水混合溶液模拟渣油。用3种不同粒径的氧化铝球形工业催化剂颗粒为填充颗粒,考察了不同模拟物系的颗粒粒径、颗粒密度、液相黏度、不同床层的高径比和不同操作条件对上流式反应器内床层压降及其波动、床层轴向返混的影响规律。得到模拟工业运行物系和操作条件的上流式反应器床层总压降关联式,相对误差在12%以内。床层总压降均随床层高径比、颗粒密度和液相黏度增加而增大,但随颗粒粒径的增大而减小,床层压降波动随表观气速增加而增大。填充颗粒粒径越小、颗粒密度越小、高径比越大,床层内轴向返混越严重;床层内压降和轴向返混均随表观气速的增加而增大。     

矩形螺旋通道气液两相流流动和传热特性数值研究

采用Eulerian模型对矩形截面螺旋通道内气液两相流进行数值模拟,研究了螺旋通道内不同轴向位置气液两相流动的速度分布、相分布和温度分布特性,并分析无量纲螺距对速度分布、温度分布、单位长度压降和换热系数的影响。对水动力模型数值结果与实验结果、传热模型数值结果与实验关联式进行对比,结果表明:在一定范围内,无量纲螺距的增加使得速度场、温度场变化梯度增大,同时壁面换热系数稍有增大;超过无量纲螺距临界值,速度场和温度场的变化梯度随无量纲螺距的增加而减小;随着无量纲螺距的增加,单位长度平均压降稍有增加,并且增加的幅度逐渐减小;无量纲螺距对相分布特性几乎无影响;随着入口截面含气率的增加,单位长度平均压降和换热效果提高。     

转动式油水分离水力旋流器研究

<正> 引言 水力旋流器早期用于悬浮液的液固分离.与液固分离相比,油水分离要难得多.这主要在于:油水密度差较液固密度差小得多;旋流器内高速旋转流体的剪切力及湍动作用会造成油(水)滴的破碎.这些因素的存在,使其分离效率降低.80年代后,通过对旋流器结构的改进,使其在水脱油方面的分离效率显著提高,旋流器开始走向油水分离的使用阶段。 与水脱油相比,油脱水(如原油脱水)更为困难.其主要原因是在剪切力及湍动作用下,水滴更易破碎,同时,由于油的粘度远高于水的粘度,使水滴的迁移与合并更加困难.因此,水力旋流器用于油脱水,其分离效率仍很低.最近,BP Exploration公司采用 Vortoil预分旋流器将原油含水量降至 20％,再用直流脉冲感应聚结器进行水滴聚结,最后用转动式旋流器将含水量降至0.5％.     

饱和气注水开发提高开发效率

油藏注水开发过程中,在油水接触过程中,由于油、水性质的差异,导致油水混合的初期流体性质发生改变,主要表现为密度和黏度的改变,增加原油的采出难度;经研究发现主要是因为注入水温度低于地层原油温度以及原油中的轻烃组分溶于注入水导致原油黏度增大。理论分析认为,注入水中饱含气,提高注入水的温度,有可能减少原油中的轻烃组分向水中溶解,可以缓减油藏注水开发中原油黏度增大的趋势。     

液体原药被制备成农药水乳剂稳定性研究

把液体原药制备成水乳剂时,在乳化剂用量不变的情况下,加入溶剂的多少会影响油相密度、分散液滴的粒径（使用不同乳化剂所受影响程度不同）和水乳分散体系的黏度,进而影响水乳分散体系的稳定性。加入溶剂越多油相密度越小,体系黏度越大,分散液滴的平均粒径越小。因此一般情况下把液体原药制备成水乳剂,溶剂加入多一些,即油相比例大一些,有利于制剂分散体系稳定。     

鼓泡塔反应器的两级气泡模型参数研究

为了研究鼓泡塔反应器两级气泡模型在高黏度下的适用性,采用动态气体逸出法,在内径为286 mm,总高为7 200 mm的鼓泡塔中考察了液体黏度(1.2×10-3—210.4×10-3Pa·s)和操作条件对塔内总气含率,大、小气泡相含率和大、小气泡上升速度等两级气泡模型参数的影响。结果表明:床层总气含率随表观气速的增加而增大,大气泡相含率受液体黏度的影响较小,受表观气速的影响较大;小气泡相含率随黏度的增加而迅速下降,在高气速时受表观气速的影响较小。大、小气泡上升速度均随液体黏度的增加而降低,但随表观气速的升高有着不同的变化关系:前者明显升高,后者略有降低。大气泡直径随着黏度增大而稍有增大,小气泡直径随着黏度增大急剧减小。     

T型管油水分离特性数值模拟

采用Mixture多相流模型研究T型管内油水两相流动特性,研究了入口含油率、出口分流比、入口速度、支管段长度、主管出口段长度等因素对T型管分离效率的影响.结果表明,支管与主管连接处存在油相聚集及油水分离现象,其中主管油相聚集主要由重力分层导致,而支管油相聚集主要是密度差导致的离心分离.入口位置含油率对T型管的分离效率影响大,随入口含油率增大,T型管的分离效率降低,T型管适用于含油率较低的油水混合物的分离.支管分流比越大,T型管分离效率越高,生产现场可考虑在主管出口段采取节流措施以提高T型管的分离效率.T型管分离效率对支管段及主管出口段长度不敏感,T型管可仅按制造安装要求设计.     

水平圆管固液两相稳态流动特性数值模拟

水平井油水流动特性是设计产液剖面测井方法和建立解释模型的重要依据,当油水中携带沙颗粒时,其流动特性变得更为复杂。通过基于Eulerian描述方法的混合代数滑移模型（MASM）,建立挟沙水或油混合相控制方程和边界条件,并且使用有限差分方法和逐次超松弛（SOR）迭代法建立数值解,以模拟水平井挟沙水或油混合相的各运动特性参数分布。模拟结果表明,主流速度分布随着颗粒相体积分数增大有向下偏移特点,并随着压降值降低而减小。水平井圆截面上颗粒相体积分数分布特征主要与主流速度有关,随着速度降低,体积分数分布值向下向两侧增大。此外,挟沙油混合相主流速度大于挟沙水混合相速度。混合代数滑移模型不仅能够很好地模拟混合相各运动特性参数分布特征,而且计算效率比较高。     

聚丙烯酰胺水溶液管道流动特性研究

采用可控温不锈钢环道对集输管道常见浓度范围内含聚丙烯酰胺水溶液的流动特性进行了室内实验研究。研究结果表明:温度对聚丙烯酰胺溶液压降梯度的影响存在一个临界浓度,在临界浓度后,聚丙烯酰胺溶液的压降梯度随温度的升高逐渐减小,在临界浓度前会出现随温度升高压降梯度增大的现象;压降梯度随聚丙烯酰胺浓度的升高先减小后增大,随流速的降低、温度的升高聚丙烯酰胺溶液的最低压降点后移。减阻率随流速的升高逐渐增大;随流速的降低、温度的升高最高减阻率点后移。聚丙烯酰胺溶液表现出明显的剪切稀释性。通过对实验数据的分析得到了聚丙烯酰胺溶液的增黏特性占主要地位时其混合黏度符合的方程组。     

输油泵输油定量控制报警仪的技改与应用

超稠油区块采油站,外输机泵处于全天运转状态,由于原油粘度高物性差,输油过程中存在油段和水段变化,造成机泵运转不平稳,造成外输泵压力忽高忽低,外输量也会忽高忽低,会增加工人的劳动强度,采用PLC与变频器自动控制后能够达到平稳输油的目的,并且当出现异常情况后能够及时报警,提醒当班工人及时检查,避免出现大的事故。     

羟丙基胍胶对水包油乳状液稳定性的影响

通过对含羟丙基胍胶(HPG)乳状液性质及油水界面性质的研究,考察了HPG对水包油乳状液稳定性的影响。结果表明,HPG能增强水包油乳状液的稳定性;HPG增加了油水界面膜强度,随着ρ(HPG)增加,油珠的半衰期t1/2增加,破裂速率常数k减小;HPG可小幅度降低界面张力,ρ(HPG)=1 000mg/L时,界面张力值为16.58mN/m;连续相黏度随着ρ(HPG)的增加而增大,使油珠上浮速度和碰撞几率变小,油珠聚并困难。含HPG的水包油乳状液中显微镜观察图像,也证明了ρ(HPG)的增加使得乳状液中的油珠量增加,即增强了乳状液的稳定性。