深层过滤过程数学模型的建立及机理概述

深层过滤是水处理工程中的基本单元方法，在油田注水处理。石化厂废水治理方面有很重要的地位。本文的研究目的的是建立深层过滤过程的数学模型。通过物料衡算方程、颗粒沉积速率方程及阻力计算方程的联合求解，得出了滤出液浓度随时间和滤层高度的变化关系以及床层压降随时间的增长规律。在进行了大量的针对新型滤料──炉渣的实验测定工作基础上，利用本文所提出的数学模型，得出了具体的关于炉渣滤料过滤器的悬浮物浓度、沉积量的床层压降的计算公式。实验结果分析表明，本文所提出的数学模型是符合实际情况的，可以准确的描述深层过滤过程。本文给出了深层过滤过程中悬浮物浓度、沉积量和床层压降随时间和过滤高度变化的数学表达式，可以用于不同滤料的深层过滤过程的工程预估。     

表征油田含聚污水处理中均质滤料过滤过程的数学模型

含聚污水的水质特性决定了其在过滤处理中可加剧滤料层污染,甚至形成制约反冲洗操作的板结问题。以过滤过程中合理确定过滤速度为思路,建立了考虑滤料污染板结过滤过程的阻力表达式;基于污水过滤简化数学模型,考虑过滤阻力、孔隙率、含聚污水水量与过滤速度的关系,建立了含聚污水处理中均质滤料过滤过程的数学模型,并给出了其定解条件和求解方法;基于典型工况资料对模型进行了验证,为含聚污水处理过程中过滤速度的优化、滤料级配模式的设计提供了理论依据和方法。     

固定滤床含油污水过滤过程特征线法数值模拟

由于过滤过程变化规律的复杂性,目前无论是过滤装置的设计还是运行,主要还是依靠实验得到的经验数据或经验准则关联式,因而利用污水过滤过程数学模型来研究污水过滤过程的变化规律具有特别重要的意义.通过分析均质滤料床过滤精确控制方程,合理利用方程的双曲特征,采用特征线计算法进行了数值模拟分析,消除了通常的向前差分格式引入的人工粘度造成的计算误差.特征线法数值计算稳定,空间、时间步长选取范围较大,模拟结果合理,变化趋势与实验及有关文献理论结论定性一致.     

双层滤料过滤器的设计计算

详细介绍了双层滤料过滤器的主要设计参数;过滤器的直径、高度和负荷、操作周期的确定方法;过滤初始压降和终了压降的计算方法;反洗时的流速、上层滤料床层膨胀率、支承托层的流化速度、滤料高度、水量以及滤料压降的计算方法。     

散式短纤维过滤与反洗性能的研究

对柔性纤维滤料进行了系统的实验研究与分析,通过对散式组、细短纤维及纤维球的特性测定及过滤性能实验结果的分析,可以看出：柔性纤维滤料在深层过滤中有很好的过滤效果。对散式细短纤维进行了反洗实验及机理分析,结果表明,散式细短纤维不仅过滤效果好,而且反洗再生效果也较好,从而为开发新型柔性纤维滤料提供了科学的依据。     

精对苯二甲酸压力过滤滤饼比阻的理论分析及实验研究

为开发精对苯二甲酸(PTA)浆料一级压力过滤技术,以基本过滤理论为基础,对PTA浆料的压力过滤特性进行了理论分析和实验研究;对表征PTA浆料滤饼过滤特性的主要参数滤饼比阻的变化规律进行了分析。在PTA浆料压力过滤过程中,滤饼比阻的变化主要受过滤压差和浆料浓度的影响,滤饼比阻随过滤压差的增大而增大,随浆料浓度的增大而减小。结合实验数据建立了PTA浆料压力过滤过程中滤饼比阻变化规律的数学模型,根据该数学模型设计了15,45t/h工业化PTA压力过滤机系统,并投入PTA生产装置使用。生产过程中压力过滤机的实际产量与基于滤饼比阻模型的设计产量相比,最大误差仅为3.3%。     

考虑动能压降的气藏水平井长度优化

动能压降会影响水平气井的产能,传统的水平气井产能公式不考虑动能压降。为了得到水平气井井筒的压降方程,把水平气井水平段看作水平管路,利用气相管流基本方程,得到不同流入剖面条件下井筒中的压力梯度,经过积分得到水平气井跟部和趾部之间的压降方程,进而得到井筒中的流动阻力。根据Joshi公式得到水平气井在水平面和垂直平面上的渗流阻力,再结合井筒中的流动阻力,利用等值渗流阻力法便可得到水平气井的产能公式,再结合Dikken方法最后优选出水平段的长度。     

PulsePleat褶式滤筒在粉体行业成功案例

某化纤厂引进了德国设备．其PTA粉体气力输送系统中的袋式除尘器运行阻力超出设计要求（1．0KPa）一倍以上（达到2．OKPa）．造成严重的工艺生产中的瓶颈现象，直接影响到产量．曾选用多种滤料试验终归无济于事。经GE工程技术人员会同用户设备技改人员．对该除尘器进行诊断．发现原袋式除尘器的有效过滤面积小于其名义过滤面积：同时原袋式除尘器的清灰效率低：原来使用的聚酯针刺毡为深层过滤滤料，粉尘易穿透，致使滤料短期内气道堵塞．压差增高。     

核桃壳滤料粒径对油田污水过滤的影响研究

开展了核桃壳滤料粒径与滤层各参数的关系,以及粒径对过滤过程影响的研究,得出如下结论:(1)采用较小核桃壳滤料粒径对保证滤后水质有利,但可能导致水流剪力、水头损失增长过快,产生滤层的含污量低、过滤周期短、滤速低、产水量小等问题,一般对过滤不利;(2)在保证过滤水质的条件下,宜选择较大粒径的核桃壳滤料;(3)滤层的厚度随核桃壳滤料粒径的增大而增大;(4)核桃壳滤料的平均粒径越小,不均匀系数可以越大,平均粒径越大,不均匀系数要越小。     

陶瓷滤料过滤油田污水技术试验研究

介绍了新型陶瓷滤料的化学组分和性能,并通过试验验证了其过滤性能,为陶瓷滤料用于油田污水过滤提供了试验依据。在胜利油田辛一污水站进行的中间试验表明,陶瓷滤料具有过滤阻力小、过滤油污和悬浮物效率高、过滤性能稳定、抗污染能力强、再生性能好、使用寿命长等优点,适合油田污水过滤,为设计和改造油田现有过滤器提出新思路。     

基于AMESim的节流阀自动控制系统

针对压井过程中节流阀的自动化程度不高以及控制精度低的问题,基于节流阀自动控制系统对子元件的选型以及液压系统的控制关系,建立了流量-压力特性方程,并利用拉普拉斯变换和叠加原理得到了控制系统的传递函数数学模型,同时建立了节流阀的位移与节流压降的数学关系,并得到了节流压降与速度随开度的变化规律.以系统传递函数为依据,建立了节...     

幂律液体环形空间层流螺旋流的压降计算

本文推导了幂律液体环形空间层流螺旋流的压降方程,介绍了由压降方程计算幂律液体环形空间层流螺旋流的压降的方法。并通过CMC水溶液和聚丙烯酰胺水溶液的螺旋流实验,把由压降方程算得的理论压降和实测压降做了对比。对比结果说明,上述的压降方程和计算压降的方法是正确的。     

具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。     

高效抽油泵凡尔阻力实验研究

为了研究高效抽油泵中流体介质通过其凡尔的压降规律,利用室内实验装置,测量用不同浓度聚合物溶液配制成的粘度不同的实验介质在竖直条件下通过抽油泵的固定凡尔和游动凡尔时的压降,从而对相同条件下同一种泵的不同凡尔阻力、不同泵同一种凡尔阻力以及同一凡尔不同粘度下的阻力进行对比.结果表明,流体介质通过高效泵新型固定凡尔时所产生的压...     

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深层异常高压气藏岩石物性随有效覆压变化的幅度比常规气藏大,实测数据表明岩石的压缩系数不是常数,而是随有效覆压而变化（文章发现了符合指数式）,这种变化将影响气藏压降曲线的形状。文章考虑岩石压缩系数随气藏压力的变化,建立了封闭异常高压气藏压降曲线的数学模型。研究表明：异常高压气藏（岩石压缩系数为变量时）,压降曲线为非线性的,曲线主要弯曲点发生在初期,后期接近直线,这说明岩石的压缩及其对气藏压降曲线的影响主要发生在早期。若用气藏初期的生产数据按线性拟合方法外推气藏的地质储量则产生很大的误差,数据较少时误差超过100％。气藏开发过程中,由于储层岩石经历连续的弹性压缩过程,因此压降曲线是连续变化的,但可以简化为两条直线的形式,其误差小于3.27%。该研究对深入了解异常高压气藏的压降特征及预测异常高压气藏的储量及采收率有一定意义     

脂肽复配三元复合驱采出污水水质劣化原因分析

脂肽复配弱碱三元复合驱体系进入现场应用后,采出污水聚合物浓度879 mg/L,石油磺酸盐表面活性剂浓度61.07 mg/L,脂肽表面活性剂浓度高达232 mg/L,且含量随时间逐渐增长,含油浓度高达1957 mg/L,悬浮物浓度高达556 mg/L,SRB细菌浓度2×10^(7)个/mL,FB细菌浓度1.1×10^(3)个/mL,TGB细菌浓度2×10^(5)个/mL。针对现场采出污水出现悬浮物大量增加和污水发黑,且污水处理工艺中沉降段和过滤段悬浮物祛除能力急剧下降的问题,开展污水水质实验,基于脂肽表活剂的乳化特性和生物特性分别筛选有效破乳剂与杀菌剂在现场投加,实现对SRB、FB和TGB含量的控制,并优化过滤罐反冲洗工艺参数,防止由于悬浮物含量高导致滤料过滤效果不好的问题,确保污水的处理稳定达标。所得结果可以指导后续污水处理工艺的改进,对脂肽体系推广也有一定借鉴意义。     

一种新的水平井产能方程研究

水平井井筒压降损失的计算模型在考虑压降损失后,所得的水平井压降值往往偏高,在研究油藏向井流动和水平井井筒耦合流动的压降及流动阻力基础上,根据质量守恒定律和渗流阻力定义,分析了水平井井筒摩擦压降与生产压差关系的同时,采取分段计算压降损失的方法,导出了新的水平井稳态产能预测方程?研究指出,水平井的流动不论高速和低速渗流,其流动都是以向井流动为主;水平井的趾端流动在流动中呈球面径向流动。     

滤料层填设模式对含聚污水过滤性能的影响

为优化含聚污水处理工艺,从压力式过滤器滤料层填设模式多元化设计思路出发,建立以滤料层和垫料层多种模式填设为主体的相应模型,数值模拟研究滤料层填设模式对含聚污水压力式过滤处理效果的影响。研究结果表明:随着污水中含聚质量浓度的增大,过滤流场趋向不稳定特征,且滤料的截污性能变差,在均质滤料过滤含聚污水中,除油率和悬浮物去除率从含聚浓度为150 mg/L时的68. 30%和56. 46%下降到含聚质量浓度为820 mg/L时的37. 14%和29. 06%;滤料层填设从均质模式改变为级配模式时,不同含聚污水的过滤流场均向着稳定特征方向演变,过滤层的截污能力提升,双层级配滤料模式适合于含聚污水的过滤处理;当污水中含聚质量浓度增大至820 mg/L时,双层级配滤料模式下的除油率和悬浮物去除率较均质滤料模式分别提高15. 58%和18. 08%。研究结果可为油田含聚污水个性化处理工艺的构建提供依据。     

天然气过滤器气液分离性能的实验研究

不同气源的天然气不仅含有固体粉尘，还含有水和轻烃等液滴成分，要求过滤分离器具有高效的除液性能，目前对过滤器的气液分离性能研究较少。为此, 以癸二酸二辛酯（DOS）为实验介质，采用称重法对天然气过滤器的气液分离性能进行了实验研究。主要考察滤芯表面滤速、气体含液浓度和液滴平均粒径对滤芯压降及过滤效率等方面的影响。结果表明：①气液分离时滤芯的压降变化与气固分离时有较大的不同，气液过滤开始的一段时间里，滤芯的压降缓慢升高，达到临界值后压降迅速升高到某一数值，之后压降基本保持稳定；②气液分离过程中，滤芯具有较好的聚结性能，聚结得到的液体所占比例较大；③丝网对气流中夹带的液滴有一定收集作用，但捕获的液滴所占比例较小；④随着滤芯表面滤速的增加，滤芯的气液分离性能也随之提高；液滴粒径和气体含液量对滤芯的气液分离性能有重要影响，过滤效率随液滴粒径和气体含液量增大而增加。     

高效过滤罐在油田采出水处理中的应用

本文简述了一种高效过滤罐在胜利采油厂坨五污水站试验结果,过滤后水质指标均达到了高中渗透层油田注水水质标准，该过滤罐采用核桃壳作为滤料，反冲洗方式采用机械搅拌，使过滤效率提高，投资降低，易于操作管理，滤料再生效果好，在国内尚属首创。