焦化塔顶油气分离用旋风分离器分离性能实验研究

为了研究颗粒入口数量对旋风分离器分离性能的影响,以延迟焦化工艺的焦化塔顶油气除焦为背景,在一套旋风分离器冷模实验装置上,研究了不同焦粉颗粒入口质量浓度和入口体积流量对单切、双切2种旋风分离器总分离效率、粒级效率和压降的影响。实验结果表明,2种旋风分离器的总分离效率均随入口质量浓度的增大而升高,随入口体积流量的增大先升高后降低;2种旋风分离器粒级效率均随颗粒粒径的增大先降低后升高;2种旋风分离器的压降均随入口体积流量的增大而升高,但随入口质量浓度的增大而降低。当入口体积流量为85 m³/h、入口质量浓度为30 g/m³时,单切旋风分离器最佳总分离效率在98.89%,压降为710 Pa,临界粒径为6μm;入口体积流量为95 m³/h、入口质量浓度为24 g/m³时,双切旋风分离器最佳总分离效率在99.16%,压降为1 110 Pa,临界粒径为3μm。     

离心式旋风分离器性能试验

操作参数是影响离心式旋风分离器分离性能的主要因素.通过试验的方法对离心式旋风分离器开展研究,发现流量变化对分离效率和压力降的影响较大,随入口流量增加,压力降呈近线性增加趋势;且流量增大有利于气液充分分离,但流量过大分离效率呈下降趋势,其最佳流量为200～350 m3/h;入口浓度对分离效率和压力降影响较小,随入口浓度增加,分离效率和压力降略有增加.     

新型三相分离器的压力特性

在新型的三相旋流分离器分离实验的基础上,对旋流器样机的气液分离效率和压力特性进行分析研究。实验发现,随着入口流量的增加,分离器的底流压降和溢流压降呈指数形式增大,当入口流量为2.0m3/h时,样机的运行情况良好,气体基本全由溢流口排出,底流出口看不到有明显的气体排出。在实验室条件下,分离器的压力损失处于0.1MPa以内,符合油田现场的使用要求。     

入口面积可变式旋风分离器的性能

当旋风分离器的进气流量(Q_in)小于设计流量时,分离效率会大幅降低。对此,笔者提出通过改变入口面积来保持或提高分离效率的解决方案。首先,以PV型旋风分离器为对象,通过冷态实验,对比了2种入口面积改变方式与分离效率的关系。结果表明,随着进气流量减小,入口面积减小可有效提高分离效率,且侧堵入口(BS型)的效果优于横堵入口(BT型)。流场模拟结果表明,与BT型旋风分离器相比,BS型旋风分离器的切向速度更大,径向速度峰值更小且更均匀,因此其分离效率更高。其次,设计了1种入口面积可变式(VIA型)旋风分离器,确定了入口面积调节方法,并测试了其分离性能。结果表明,当进气流量从最佳进气流量递减时,因其入口面积可随之变小,入口气速基本不变,而分离效率不降反升,并在实验范围(Q_in为2300~9700 m³/h)内一直保持较高的水平。     

两种不同入口形式的旋风分离器分离性能的对比研究

采用数值模拟和实验研究的方法比较了不同进气量下,相同入口面积的Stairmand型和轴流导叶式旋风分离器的压降、分离效率和内部流场。结果表明,进气量648 m3/h时,轴流导叶式分离器内切向速度小于Stairmand分离器,进气量1080 m3/h时,轴流导叶式分离器切向速度较大;本实验条件下,轴流导叶式分离器可以明显增加内部流场的对称性和稳定性,削弱环形空间纵向环流和短路流现象;Stairmand型分离器分离效率随进气量先增大后减小,轴流导叶式分离器的效率则一直增加,且进气量小于1080 m3/h时,Stairmand型分离器分离效率较高,进气量大于1080 m3/h时,轴流导叶式分离器分离效率较高;相同进气量下,轴流导叶式分离器压降基本小于Stairmand型分离器。     

基于气液分离的天然气双入口优化设计

天然气井采出的天然气通常含一定量的液体，这些液体不仅会堵塞管线、阀门，影响流量计计量的精确度，而且还会腐蚀设备、管道、仪表，易引起振动，破坏管道结构，严重影响集输生产管道寿命与安全，因此需尽快对采出液进行气液分离。为此，根据油气田现场采出液工况，设计了双入口气液分离器，并采用欧拉多相流模型，耦合标准k-ε湍流模型，对分离器内部的流场分布和分离特性开展了数值模拟研究。研究结果表明：(1)由于双入口的存在，分离器入口处湍流强度较小，流动较为平稳，能够增加入口气液混合液的分层程度，减少分离器下部发生折返的气体流量，进而减少气体出口带液量；(2)当入口液滴粒径大于0.1 mm时，仅有极少量的气体从液体出口流走，能够取得较好的分离效果；(3)随着分流比的减小，液体出口液体体积分数迅速增加，气体出口液体体积分数缓慢增加；(4)入口液体体积分数的变化主要影响分离后气体的纯度，对分离后液体的纯度影响较小。结论认为，在实际应用过程中，对于液滴粒径较小的来液工况，无论入口液体体积分数如何变化，均应调节分流比小于入口液体体积分数，使其液位略高于液体出口，以提高气液分离的效果。     

入口含尘浓度变化对不同排气管结构PV型旋风分离器分离效率的影响

旋风分离器的入口浓度对其分离效率和压降有重要影响。在入口气流含尘浓度5～550 g/m3范围内,采用325目滑石粉,对直径500 mm的PV型旋风分离器进行了分离效率的实验测定,其中排气管的结构采用直筒型(A型),锥口型（B型）和大直筒型（C型）3种结构。实验结果表明,3种结构排气管旋风分离器分离效率均随入口浓度的增加而增加,当入口浓度大于150 g/m3时,分离效率上升幅度开始趋于平缓。旋风分离器入口浓度增加一方面使切向速度降低,分离能力下降,但另一方面使颗粒之间的团聚作用增大,惯性分离能力增大,分离效率增加,综合作用结果是分离效率提高,但逃逸颗粒的绝对量增大。实验结果也表明,排气管的结构对旋风分离器的效率影响较大,尤其是排气管直径,基于实验结果给出了入口浓度变化时旋风分离器分离效率的计算公式 ,该计算公式综合考虑了入口速度和排气管直径的影响。     

管式静电旋流分离器的设计及内部流场研究

静电聚结与旋流分离相结合可以提高油水乳化液的分离效率,有效减少油水分离设备的占地面积。但现有静电聚结旋流分离器方面的研究文献均未关注水出口的含油量,同时缺少对分离器的具体结构参数设计。为此,提出了一种新型结构的管式静电旋流分离器。该分离器采用切向入口+等螺距螺旋叶片+向前型母线椭圆形叶片的多次起旋结构;依据油水乳化液中分散相粒径值和原紧凑型静电聚结器达到一定聚结效果的电场停留时间,初步确定了分离器的主体结构尺寸;在此基础上对简化后主体流道的内部流场进行了CFD数值模拟,分析了起旋叶片级数、分流比、入口流量及分散相水滴粒径对分离性能的影响。研究结果表明:对于含水体积分数为30%的油水乳化液,当分散相粒径为150μm、流量为4. 5 m3/h、分流比为0. 1时,分离器水出口含油体积分数小于0. 1%,分离效率达99. 3%。管式静电旋流分离器可多次发挥静电聚结和旋流分离的作用,大幅提高分离性能,实现水出口含油量和油出口含水量的双向指标控制。     

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。     

压力对旋风分离器内颗粒浓度分布影响的模拟

 为了分析压力变化对旋风分离器内颗粒浓度分布的影响,利用Fluent6.1软件, 气相流场采用修正的雷诺应力模型, 颗粒相运动采用颗粒随机轨道模型, 对0.1~6.5Mpa压力下旋风分离器内气、固两相流流场进行了模拟。结果表明,在入口浓度一定条件下,随着压力的升高,器壁颗粒浓度渐呈螺旋状灰带分布,旋风分离器内旋流区域的颗粒浓度减小,旋风分离器分离能力增强。压力增加一方面使气体切向速度增加,颗粒所受离心力增加;另一方面,气体的湍流强度增大,颗粒的扩散作用增强。当压力超过3.0 MPa后,压力增加对切向速度影响不大,而颗粒扩散增加,旋风分离器内旋流区域颗粒浓度增加,对颗粒分离不利。旋风分离器的径向颗粒浓度分布可以用指数函数描述,其中颗粒的径向速度、颗粒的扩散系数和边壁的颗粒浓度是影响颗粒浓度分布的主要因素。旋风分离器粒级效率随压力的增加而增大,当压力超过3.0 MPa后,压力增加对粒级效率影响不大。     

试油三相分离器自动化计量系统研制与应用

针对现有机械式试油三相分离器计量方法的不足，研制了一套试油三相分离器自动化计量系统。该系统由传感变送器（压力、温度、流量、压差）、接口箱、便携式微机系统3部分组成，可以以曲线和表格形式在屏幕上显示计量结果，也可以存储并打印数据。现场应用表明，气计量精度高于1％，液计量精度高于2％，防尘、防潮、防爆、抗震，装卸方便、工作可靠。     

捕沫箱分离伞部件CAD绘图软件开发

捕沫箱、分离伞为油气分离器上的重要部件，为克服设计与绘图中的困难，开发了捕沫箱、分离伞CAD绘图设计软件。软件基于Win98/20及AutoCAD R14/20平台之上，能根据油气分离器主参数等设计及工艺参数自动生成装配图，亦能根据装配图生成零件图，还能按照装配图明细栏细目对材料质量自动实行累加，为工厂备料和成本核算提供依据。此外，尚能通过人机交互自动生成图框和标题栏等。该软件的开发有效提高了设计质量和效率，为设计人员提供了简捷工具。     

钢丝绳无损检测技术的发展及现状

钢丝绳在石油工业中应用非常广泛,为确保安全使用,对其进行无损检测尤为重要。文章回顾了国内外钢丝绳无损检测技术的发展历程,介绍了钢丝绳无损检测技术的现状及存在问题,阐述了钢丝绳无损检测技术的发展趋势。电磁检测法是目前公认的最可靠的钢丝绳检测方法。智能化程度不高,信号判别存在人为因素,是钢丝绳无损检测技术中存在的问题。高精度、智能化、多功能、操作简单、微控制器辅助检测是钢丝绳无损检测技术的发展方向。     

稠油热采试井研究及软件开发

方法 在对实际生产测试现状进行分析的基础上，提出了改进的注汽井测试工艺，并对热采试井分析过程编制了解释软件。目的 研究出一种有效的稠油注蒸汽热采监测技术，使热采试井技术在生产实际中得到应用。结果 科尔沁油田庙５－８２－４２井采用蒸汽吞吐开采，首轮注汽后焖井期间，采用毛细管压力计按改进的测试工艺测得压降曲线资料，应用热采试井软件进行了解释，以此解释结果，对同一汽驱井组庙５－８０－４６井进行粘土防膨胀     

井下永久式光纤温度-压力测试技术研究

传统的电子类传感器无法在井下恶劣环境下工作,而光纤传感器对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件。为此,研究了井下永久式光纤温度-压力测试技术,并配套研制了井下光纤测试系统。该测试系统由光纤光栅传感器、井下光缆、光缆连接器及光电解调仪4大部分组成。系统适应井下高温(200℃)高压(50 MPa)环境,具有温度双补偿功能,测试精度(0.08%),性能稳定,寿命长。胜利油田4井次的现场试验表明,井下永久式光纤温度-压力测试系统测得的井底压力、温度曲线能够实时反映注水工作制度的细微变化,压力曲线与井口计量表压力变化曲线一致,测试灵敏度及精度完全达到设计要求。     

渤海试油防污染新工艺

本文主要以渤海歧口17—2—2D井测试作业采用三相分离器新工艺回收原油,杜绝对海洋产生污染为依据,较详细地介绍了该井测试的工艺流程、施工步骤及测试成果,并对其进行了评述,这为在海上进行安全、可靠、无污染地放喷求产测试,开创了一条新途径。     

盲孔法残余应力测试中的电阻应变片粘贴技术

残余应力的盲孔测试方法是工程构件应力分析常用的数据获取手段之一,在盲孔法应力测试中,应变片的粘贴质量将直接影响测试结果的可靠性和准确性。以大直径厚壁X80级管线钢管盲孔法残余应力测试为例,按照测试的基本工步,对电阻应变片粘贴操作工艺进行了介绍,该粘贴技术除可用于残余应力的盲孔测试方法以外,对其他以电阻应变片为测试元件的应用场合也具有一定的指导和借鉴意义。     

注汽井试井技术的完善及应用

提出了实际生产注汽井测试工艺改进方案,建立了一种有效的稠油注蒸汽热采焖井压力降落测试途径,并通过对热采试井技术解释方法和软件的完善,进一步提高了试井技术在注蒸汽井监测的成功率.现场生产中,通过对注蒸汽井进行焖井压降测试及资料的解释分析,可获得实际油层渗透率、表皮系数、蒸汽前缘、蒸汽带热量、热水带热量、热损失等油藏动态参数.该技术在辽河油田应用10余井次,取得了良好的现场应用效果.     

裸眼酸化与测试井下工具优化设计

针对现有钻柱控制的裸眼井多层测试作业中不能进行分层多次取样和裸眼酸化-测试联作作业的问题,对钻柱裸眼测试技术进行研究和技术创新,提出了裸眼分层测试和裸眼酸化-测试联作技术,并对其相应的井下工具进行设计。设计的井下封隔器的锁定、坐封和解封等机构动作协调可靠,分层多次取样器能连续取到3层地层流体样品;分层测试井下多次取样器动作准确可靠,全通径测试阀可以减小流体流过时的摩阻,阀的开关动作平稳可靠,并能实现对多次取样器的控制;裸眼水力锚的伸缩动作自如,并能在必要的时候进行丢手。     

生产井站多参数地面测试技术研究与应用

针对一些含气量不稳定的生产井,使用现有计量站的计量工艺技术进行计量比较困难的现状,研制了生产井站多参数地面测试仪。现场试验表明,利用该仪器能够同时录取流量、含水、井温、进站压力等参数,地面接收仪自动采集信号,将流量、含水、压力、温度显示于屏幕,减轻了工人的劳动强度,提高了劳动效率,具有良好的经济效益和社会效益。