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。     

操作参数影响预分水旋流器的机理及试验研究

３５ｍｍ 和２５ｍｍ 预分水旋流器的现场试验结果表明, 操作参数对旋流分离效果的影响非常大, 相同结构尺寸的旋流器, 在操作参数不同时, 其分离效果相差很大。影响旋流器分离性能的操作参数主要是进口流量和分流比。流量和分流比与进口压力、底流口压力和溢流口压力间存在函数关系。通过调节进口到底流口的压差和进口到溢流口的压差, 可以控制旋流器的进口流量和分流比。预分水旋流器存在一个最佳分流比, 与此相应的溢流含水量最小。３５ｍｍ 预分水旋流器的最佳分流比为０－２２ ; ２５ｍｍ 预分水旋流器的最佳分流比为０－１６。分流比越大, 底流含油量越小。而在较大的流量范围内, 进口流量对旋流器分离效果没有显著的影响。     

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。     

高含水原油预分离水力旋流器试验研究

水力旋流器是一种新型、高效的油水分离装置,通过试验证明用水力肇流器对高含水原油进行油水行之有效的试验发现处理后的溢流口中油的不率可降至５０％左右,能满足外输要求;从底品排出水中含油可控制在２０００ｐｐｍ以内若适当放宽底流口出水的含油要求,控制溢流口的分流比,可大大降低流口中的含水率     

溢流口直径对原油预分水旋流器性能的影响

溢流口直径是影响原油预分水旋流器性能的重要结构尺寸。实验证明 ,减小溢流口直径能提高旋流器的脱水效率 ,而引起的压降略有上升可忽略不计。但是 ,溢流口直径不是越小越好 ,直径过小 ,中心油核不能顺利从溢流口中排出 ;若溢流口直径过大 ,液体过早倒流 ,过多的液体沿旋流器端面流入溢流出口 ,所以溢流口直径过小或过大都会导致分离性能变坏。溢流口直径的大小应与分流比相适应 ,而分流比要根据入口含油浓度合理选择 ,所以在生产过程中 ,要求旋流器溢流口直径与处理液含油浓度应有一定匹配关系 ,以提高旋流器的脱水效率。     

油—水分离用水力旋流器试验

用有机形影不离制成的试验用油－水分离水力旋流器是由旋流腔、大锥体段、小锥体段、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１－６ｍ＾３／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３ｍ＾３／ｈ，分离效率也随流量的增加而增加），当入口流量增加到５ｍ＾３／ｈ时，压力降     

水力旋流器分离机理探讨

基于两相流体动力学简要分析了油滴的运动规律和旋流器的分离机理，表明在模型试验和相似分析时，主要考虑雷诺数、韦伯数和斯托克斯等相似准数。     

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。     

高含水原油对水力旋流器预分离性能的影响

简述了高含水原油经水力旋流器分离时出现乳化的原因, 讨论了影响水力旋流器高含水原油预分离性能指标, 并对影响高含水原油预分离性能的重要参数———旋流器入口流量、分流比、压降和溢流口直径等分别进行了试验。试验结果表明, 当水力旋流器的流量、分流比和压降比控制在一定范围内时, 选择适当溢流口直径才能同时提高分离效率和脱水效率, 使高含水原油预分离后溢流的含油浓度满足生产要求, 底流口污水的含油浓度也满足后续除油工艺要求。     

产出液预分离水力旋流器的机理及试验研究

根据油田生产需要,从试验分析出发,提出了水力旋流器的部分结构参数与操作参数之间的几个重要的关系式,进而研制开发了用于高含水油井产出液预分离的水力旋流器.并通过对其流场特性的分析发现,预分离水力旋流器的溢流口直径加大后,为提高预分离效率,必须将溢流管伸入旋流腔一定长度,同时操作参数也应控制合理.以此为依据试制出样机.油田现场试验证明,含水量在85%左右的油井产出液经预分离水力旋流器处理后,其溢流含水量完全可达到小于30%的指标,而底流水中含油也可降至1%左右,基本满足了处理后的水质指标要求,可在油田上推广应用.     

动态旋流分离技术在酸性水除油中的工业应用

中国石油化工股份有限公司洛阳分公司延迟焦化装置分馏塔顶的酸性水中有0.6%~2.0%(质量分数)的轻油组分,存在于酸性水中的污油不仅会对该装置及下游污水处理装置的正常生产造成影响,同时也会造成轻油组分的损失及环境污染。通过对静态旋流除油技术和动态旋流除油技术的对比分析,选用了操作弹性大、对操作压力要求低的动态旋流除油技术,用该技术对分馏塔顶酸性水中的污油进行分离,按分馏塔顶酸性水中的油质量分数可由6 000~20 000μg/g降至300μg/g以下,预计每年可回收污油1 500 t,产生经济效益560万元/a。     

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。     

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。     

注聚采出水分离用动态水力旋流器特性研究

原有的地面工艺和设备已不能满足聚合物驱采出水分离的要求。采用自行研制的动态水力旋流器，在增压与不增压两种工艺流程下，分别进行了流量和转数对分离效率的影响、转数与压力降的关系，以及入口压力与处理量的关系等项试验研究。试验结果表明，与静态水力旋流器相比，动态水力旋流器的分离效率明显提高，一般可提高10％左右；压力损失显著降低，约可减少0．1MPa，足见可在低压下工作，易于实现无泵运行；无泵运行明显比有泵增压运行的分离效率高，但处理量会有所降低。将动态水力旋流器应用于聚合物驱产出水的油－水分离处理是完全可行的。     

油水分离水力旋流器内流场试验研究

论述了油水分离水力旋流器的结构及性能。采用先进的二维激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）定量测试了两种不同结构模型的内流场。根据油水分离水力旋流器的结构和内流场特点，将流场分为造旋区、分离区和稳定区等三个区。在造旋区内，流体携带的能量主要转化为旋流加速；分离区是油水分离的主要区段，一般为锥形结构，以补偿动量矩的消耗，维持较高的旋流速度；稳定区则是为了稳定造旋区和分离区的流动，在稳定区底流口应避免产生回流。     

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