轴流式气液旋流分离器分离效率计算及验证

分离效率是轴流式气液旋流分离器的主要性能指标之一。在分析轴流式气液旋流分离器内液滴运动受力情况的基础上,对其分离效率计算公式进行了推导,并借助于试验结果对理论公式进行了修正,修正后的半经验公式计算值与试验值吻合较好。     

螺线型旋风分离器的结构改进研究

采用螺线型旋风分离器实验装置,考察了排气管插入深度、螺线通道延伸段对螺线型旋风分离器分离性能的影响。结果表明,随着排气管插入深度的增加,螺线型旋风分离器的分离效率先增后减,当排气管的插入深度与进气口高度相等时,分离效率最高;添加螺旋通道延伸段,可在压力降不变的情况下有效提高分离器的分离效率。在本实验条件下,与普通螺线型旋风分离器相比,在相同压力降时,改进后的螺线型旋风分离器分离效率可提升6%~10%,能除尽10 μm以上的颗粒,对2 μm以下的超细颗粒也有较好的捕集效果。基于边界层分离理论,建立了螺线型旋风分离器的粒级效率计算公式,计算值与实验数据吻合性较好。     

丝网气液分离器分离性能和压力损失分析

对丝网气液分离器的分离机理进行了详细分析,在此基础上给出了丝网气液分离器的分离效率和压降计算公式。与HG/T 21618-1998《丝网除沫器》中的公式相比,此公式可以用于任意组合的丝网结构,更具普适性,并且能定量分析各种分离机理对分离的贡献。对丝网式空气过滤器计算的结果表明,此公式具有很好的精度,可以用于工程设计。     

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。     

泥浆气体分离器分离能力现场评估及应用

泥浆气体分离器是压井作业中分离排除气侵泥浆中侵入气体必不可少的井控设备,其分离能力的大小直接影响着压井作业的成败,若分离能力太小,则可能出现压井失败、设备损坏等一系列恶劣后果。本文着重介绍泥浆气体分离器的工作过程,进而推导出泥浆气体分离器分离能力的现场计算公式,并通过现场应用实例进行说明其重要性,从而为以后泥浆气体分离器分离能力的现场评估提供借鉴。     

页岩气测试平台波纹板分离器的分离性能研究

页岩气测试平台排液测试期气流的饱和含水量大,分离器内部流体运动规律复杂,现场气液分离过程的分离效率不理想。为了得到波纹板分离器各参数对其分离性能的影响规律,建立了波纹板流道的数学模型,并推导出了波纹板分离效率的理论计算公式。为了对其理论计算公式进行验证,采用FLUENT软件对影响其性能的因素进行了分析研究。研究结果表明:在一定范围内增加波纹板入口流速或减小板间距时,波纹板流道各波段内气流的加速效果明显增强;液滴的运动轨迹与气流的高速区域基本一致,当液滴粒径增大至10μm后,波纹板分离器的粒级效率曲线变陡峭,增加波纹板入口流速或减小板间距可使曲线敏感点左移,波纹板分离性能明显改善,其分离效率最高可达90%。将波纹板分离效率模拟结果与理论计算结果进行了对比,发现多流道分离效率模拟值和理论值之间的最大误差为10%左右,从而验证了理论计算方法的可靠性。研究结果可为波纹板气液分离器的设计及应用提供指导。     

PV型旋风分离器捕集效率计算方法的研究

应用相似理论对旋风分离器内气固相运动进行相似分析，得出了对分离性能有影响的一系列相似准数。根据大量实验数据的回归分析，关联了这些相似准数与粒级效率的关系，从而给出了ＰＶ型高效旋风分离器的粒级效率的计算公式。计算结果的精确度比实验结果的高。     

井下油水分离系统及往复式双液流泵设计

井下油水分离系统由双液流泵、旋流分离器和原油提升泵三大部分组成。工作时 ,利用双液流泵和旋流分离器将井下产出的高含水原油增压后经旋流分离 ,含油浓度极低的水相介质被直接注入注水层 ,经旋流分离器浓缩后的原油相介质经原油提升泵采出地面。在分析井下油水分离系统工作原理的基础上 ,介绍了双液流泵的结构设计 ,泵流量的理论计算公式 ,并给出了双液流泵单向阀阀球的运动微分方程。试制的井下油水分离系统在辽河石油勘探局曙光、兴隆台和金马等采油厂的现场试验中 ,收到了显著的降水稳油效果。     

新型管柱式旋流气液分离器的设计与应用

管柱式旋流气液分离器是依靠旋流离心来实现气液分离的。建立了旋流分离模型,依据分离模型开发了管柱式旋流分离器的设计模拟软件。管柱式旋流分离器与传统容器式分离器相比,具有结构紧凑、重量轻、节省投资的优点,是替代传统容器式分离器的新型分离装置。     

二相和三相气液分离器的设计计算

本文从分离的机理出发,导出了二相、三相立式和卧式(包括单筒、双筒)分离器的计算公式,并通过所编的FORTRAN程序,给出了各参数影响的大致规律.     

旋风分离器粒级效率计算方法

在相似与模化理论指导下,将影响旋风分离性能的各个参数用无因次准数或量纲为１的数表示,形成一种新的旋风分离器粒级效率计算方法。此方法与现有粒级效率计算公式相比,具有包含参数全和计算精度高等特点     

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。     

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文章系统地介绍了不同类型重力分离器设计的基本理论和计算公式。各计算公式具有简洁、实用、逻辑性较强的特点，使用时无需其他繁杂附加计算。由于各计算公式之间具有一定的内在联系和较强的系统性，因而文中的公式可用作分离器计算机辅助设计软件编制的数学模型。     

高产气井测试地面分离器选型

在进行地面分离器选型研究前,首先开展最高井口关井压力和井口流温预测研究。针对高产气井测试过程中常用重力分离器和旋风式分离器,根据具体的测试环境特点,建立了分离器直径计算模型。与重力分离器相同,旋风式分离器的分离能力随着工作压力的增大而增大;分离能力随着工作温度增大而减小,温度的影响较小;分离能力随天然气相对密度的增大而增大。实际应用情况表明,旋风式分离器更适合于高产气井测试作业。     

分离器中内部流场对分离性能的影响

对切向分离器和管道分离器的内部流场进行了激光多谱勒(LDA)技术的试验测试,得出了两种分离器的内部流场分布,确定了内外分离涡的分离边界。同时用计算流体动力学(CFD)数值模拟了两者的内部流场。根据两种结果,对目前广泛使用的分离模型进行了评论,即以Barth模型为代表的分离模型适合于切向分离器的性能预测,而Rietema模型却适合于管道分离器的性能预测。最后,对两种分离器进行了分离性能试验。论述了分离器内部流场对分离性能的影响。     

颗粒碰撞团聚对旋风分离器分离性能影响研究

采用自行设计的旋风分离器试验装置,通过循环加料的方法验证了旋风分离器内颗粒碰撞与团聚现象的存在,研究了入口含尘质量浓度、入口气速、操作温度等操作条件改变而导致的颗粒碰撞与团聚现象的变化对旋风分离器分离性能的影响规律。研究发现,颗粒团聚有利于细颗粒的分离;旋风分离器气固分离主要由离心力和颗粒团聚双重因素控制,对粗颗粒主要考虑离心力作用分离,对细颗粒主要考虑团聚作用分离。在研究分析基础上建立了包含离心力作用和颗粒碰撞与团聚作用的新的气固分离模型。     

螺旋式井下油气分离器设计与分析

螺旋式井下油气分离器是一种利用离心分离和紊流化使气泡聚合的原理 ,最大限度地利用套管截面积来降低油气进泵前的回流速度 ,增强“回流效应”分气作用的新型油气分离器。介绍了它的工作原理 ;推导了螺旋结构参数的设计计算公式 ;分析了各种参数对分离效果的敏感性 ;给出了设计实例。从分析及试验结果可以看出 ,螺旋式井下油气分离器特别适用于产量大、气油比较高且又无法连续自喷的油井 ,是“下喷上抽”举升方式的新型高效井下分离器     

基于FLUENT软件分析旋风分离器的结构优化

为了提高旋风分离器的工作性能,以Stairmand型高效旋风分离器为基础模型,利用FLUENT软件中RNG k-ε模型对传统旋风分离器和带螺旋导流装置的旋风分离器进行数值模拟,从速度分布和分离效率两方面分析了两种旋风分离器的分离性能,分析结果证明带螺旋导流装置的旋风分离器的分离性能强于传统旋风分离器,能够完成粒径小于5μm微细颗粒的分离任务,为旋风分离器的结构优化提供了参考。     

流化床旋风分离器系统优化设计与应用中的几个问题

流化床旋风分离器系统的分离性能不仅与旋风分离器单体的分离性能有关。而且与系统操作条件。如入口速度和浓度、温度、压力等密切相关，也与系统配置情况如旋风分离器串联或并联之间的配合关系、料腿翼阀排料机构的设置等相关。在设计和应用过程中，从系统集成的角度充分考虑旋风分离器系统各部分的优化配置。可以更好地发挥旋风分离器的功能，提高旋风分离器的分离性能。     

离心式气液分离器主要结构参数分析

在用于高密度、高粘度气侵钻井液的除气分离系统中,离心式气液分离器作为第二级分离器,其结构对分离性能有很大影响。为了提高离心式气液分离器的分离效率,需对其结构参数作进一步分析。按照正交试验方法,运用CFD商业软件对离心式气液分离器内流场进行了全三维数值模拟;分析了25个典型工况下每种模型内部气液两相流的运动情况和分布状况,得到了所有工况条件下分离器的分离效率;探讨了分离器主要结构参数对分离器分离效率的影响,提出了基于数值模拟基础上的理想分离器模型。