水力旋流器在矿场的应用试验之一

通过试验证明用水力旋流器进行高含水原油预分离是行之有效的。讨论了分流比对溢流和底流含油质量分数的影响关系,提出了在旋流管设计是应考虑高效流量与能耗的关系问题,以及旋流器在生产实践过程中应注意溢流口直径大小与和入口含油质量分数相匹配问题。     

分流比对高含水原油预分离水力旋流器性能的影响

对高含水原油预分离水力旋流器性能进行了研究,发现分流比的大小决定了溢流口含油浓度高低和底流含油的多少。在入口浓度一定的情况下,分流比越大,分离效率越高,而溢流含油则低,因此分流比应控制在一定范围内。在相同的分流比特性系数下,小溢流口径的旋流管比大溢流口径的旋流管脱水效率高。在压差比相同情况下,可通过缩小溢流口径来减小分流比,提高溢流含油浓度。     

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。     

水力旋流器在应用中若干问题的探讨

水力旋流器作为一种新型,高效的分离设备,有着广阔的应用前景,笔者结合水力旋流器室内实验和现场试验,对水力旋流器在矿场应用中若干个问题进行探讨,得出结论：随着水力旋流器入口流量的增加,操作压力的提高,乳化加剧;能耗主要取决于水力旋流器的入口流量和压降;旋流管直径的选择要综合考虑能耗和分离效率之间的关系,在入口含量浓度一定的情况下,分流比的大小决定了溢 流含油浓度的大小和底流口流水含油的多少,分流比越大,分离效率越高,则底流口中水的含油就越低,而油中含水则就高。     

旋流管溢流口直径对高含水原油预分离性能的影响

溢流口直径是影响高含水原油预分离旋流器性能的一个重要结构尺寸。其直径的大小应和溢流量相适应。溢流口直径过小或过大，都会导致分离性能变坏。通过实验，减小溢流口直径，能提高旋流管的脱水效率，而引起的降略有上升是可以忽略不计的。要求旋流管的溢流口直径应与处理液含油浓度相匹配，以提高旋流管的预分离性能。     

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     

油水分离水力旋流器性能研究

对双锥形结构与单锥形结构的油水分离水力旋流器进行了试验。试验结果表明，油水分离水力旋流器的分离因素（即离心加速度）主要取决于进口流量和本体结构，而与底流阀开口和溢流口直径无关；但是，底流阀开度和溢流口直径是影响分流比的重要因素，分流比又是决定油水分离水力旋流器分离效率的重要因素之一。在一定流量下，为了达到高效率分离，最有效的办法就是选取合适的溢流口开度（或溢流口直径），通过调节底流阀开度控制分流比。     

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.     

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。     

油-水分离用水力旋流器试验

用有机玻璃制成的试验用油-水分离水力旋流器（主直径D＝0．038m）是由旋流腔、大锥体段、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1～6m3／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3m3／h，分离效率也随流量的增加而增加），当人口流量增加到5m3／h时，压力降达0．170MPa（分离效率可高达97％）；当分流比在2％～5％时，出口净化水的含油浓度可降至15ppm。     

油水分离膜的研究新进展

对含油污水处理中应用日益广泛的油水膜分离技术的研究进展作了综述，论题如下。引言：膜分离方法，优点和分类；油水膜分离机理：膜分离，膜分相及传质机理；油水分离膜：特性，聚合物疏水膜和亲水膜，陶瓷膜和各种无机氧化物膜，有机膜的表面亲水化改性；影响分离效果的主要因素：操作压力，操作时间，污水含油量，膜厚度，温度，膜表面流体流速，膜制作方法，电解质和表面活性剂，表面粗糙度。参39。     

分流比对油水分离旋流器基本性能的影响

为了探讨分流比对油水分离旋流器基本性能的影响程度 ,描述了旋流器的分离效率、压力降和分流比等重要参数。通过分流比对分离效率以及分流比对压力降影响的试验与讨论 ,认为随着分流比F的增大 ,分离效率Ec 也逐渐增大 ,但当F上升至 2 0 %时 ,Ec 不再上升 ,F过大 ,Ec 反而下降 ,削弱了旋流器的工作性能 ;分流比F对溢流压降Δpio影响较显著 ,而对底流压降Δpiu影响不大 ,其中溢流压降Δpio随F的增加而增加 ,底流压降Δpiu存在随F的增加而下降的微小趋势。在操作中应综合考虑分离要求和经济性 ,从而确定最佳分流比Fc。     

Downhole Separation of Petroleum Fluids

Oil-water separation is one of the oldest practices in the purification of water or oil. Environmentally concerned organizations pay more attention to the purification of water, while oil companies concentrate on the purification of oil. Water management is particularly an important issue in the production of hydrocarbons, because volumes of water steadily increase as a field ages. In fact, increasing costs of water handling such as separation, disposal, treatment, maintenance, and environmental risks make the oil production scheme uneconomic. Recently, several downhole oil/ water separation technologies have been proposed to reduce water volume in the oil production, but they are not yet technically efficient and cost effective. One of the most recent technologies introduced is membrane separation technology. In the past, polymeric membranes have been used for liquid-liquid separation. These membranes induce high pressure drop and are very expensive. This study identifies a novel material that allows oil to pass through it but not water. After in-depth investigations, a surprising capability of Xerox bond paper having different basis weight (24 lb, 32 lb) was discovered. This material was found to permeate oil selectively from an oil/ water mixture. The recovery of oil was more than 85%, which is high in separation efficiency. The oil permeation flux through the paper surface was measured as a function of various operating parameters. The permeation of oil flux was possible only at finite pressure difference. The recovery of oil was increased with the increase of oil concentration in the feed mixture. The permeation of flux was affected with filtering medium thickness, feed flow rate, and pressure, but these parameters did not affect the ultimate oil recovery.     

基于双旋流的油泥分离器数值模拟

针对兴中油泥含油量高、含渣量低的特点,提出一种新型的双层旋流器结构来进行油-水-颗粒的三相分离.采用数值模拟的方法进行研究,选择混合模型和k-e模型对单层旋流器和3种不同进口型双层旋流器的分离效果进行模拟,分析各旋流器的结构对压力分布、油水分布和油泥颗粒分布效率的影响.结果表明:入口流量为40 m3/h,即入口流速为6...     

Downhole Separation of Petroleum Fluids

Abstract

Oil–water separation is one of the oldest practices in the purification of water or oil. Environmentally concerned organizations pay more attention to the purification of water, while oil companies concentrate on the purification of oil. Water management is particularly an important issue in the production of hydrocarbons, because volumes of water steadily increase as a field ages. In fact, increasing costs of water handling such as separation, disposal, treatment, maintenance, and environmental risks make the oil production scheme uneconomic. Recently, several downhole oil/ water separation technologies have been proposed to reduce water volume in the oil production, but they are not yet technically efficient and cost effective. One of the most recent technologies introduced is membrane separation technology. In the past, polymeric membranes have been used for liquid–liquid separation. These membranes induce high pressure drop and are very expensive. This study identifies a novel material that allows oil to pass through it but not water. After in-depth investigations, a surprising capability of Xerox bond paper having different basis weight (24 lb, 32 lb) was discovered. This material was found to permeate oil selectively from an oil/ water mixture. The recovery of oil was more than 85%, which is high in separation efficiency. The oil permeation flux through the paper surface was measured as a function of various operating parameters. The permeation of oil flux was possible only at finite pressure difference. The recovery of oil was increased with the increase of oil concentration in the feed mixture. The permeation of flux was affected with filtering medium thickness, feed flow rate, and pressure, but these parameters did not affect the ultimate oil recovery.     

高含凝析油集气站分离器运行参数数值分析

针对中原油田濮76断块沙三中气层现场凝析油产量异常偏低的现象,设计并开展了凝析气藏高压物性分析与分离器数值模拟实验,优化了濮76断块高含凝析油气藏的地面分离条件。高压物性分析表明,该区块凝析油质量浓度为523 g/m~3,属于高含凝析油气藏。应用PVT专业软件,拟合该区块流体的高压物性参数,并利用该软件的分离器模拟功能模拟了集气站分离器运行时的温度、压力和分离级数等参数,进行了相关参数的优化实验研究。研究结果表明:二级分离模式下,通过提高一级分离器压力,凝析油产量最高可以由目前的15.0 t/d达到25.1 t/d左右;三级分离模式下最高可以提高产量到26.1 t/d,相对于二级模式提高4%,结合集气站设备固化和区块控制储量较小的情况,二级分离模式更适合濮76断块集气站。     

井下两级旋流分离技术流场模拟研究

随着油田开采程度的持续深入,降低生产成本和提高采出效率正逐渐成为各油田提高竞争力的重要手段。井下两级旋流分离技术可进一步提高分离效率,降低回注水的含油量,提升回注水品质,大幅度降低地面采出液及采出液含水率,是油田降低开采成本的重要举措及技术支持。通过井下两级旋流分离技术流场模拟研究,重点分析新型螺旋流道旋流器(一级旋流器)内部的流场特点,研究其速度矢量及速度分量的变化规律,压力损失特点和油相分布规律。新型结构的螺旋流道使流经其内部的流体从单一的轴向运动转变为旋转运动,流体运动空间的改变使其切向速度增加明显,有利于进行离心分离。流体在运动过程中的压力损失转变为流体的速度增量,与流体经过螺旋流道后速度矢量的变化相对应,但因循环流的存在,扰乱了溢流管下部油核及相邻位置流体的正常运动,使油核发散、流场紊乱,令新型结构的旋流器效率有所降低。经过流场分析,进一步认识井下两级旋流分离器的流场分布规律,有利于旋流器的结构改进及现场应用。     

分流比对脱水型旋流器性能影响的实验研究

分流比对脱水型油水分离旋流器的性能具有显著影响。采用D20旋流器对水体积分数为5%的油水混合液进行了分流比对旋流器性能影响的实验研究,对比分析了不同入口流量下分流比对旋流器的分离效率、压降比以及压降的影响及其变化规律。结果表明,旋流器的简化效率和综合效率随分流比变化的曲线在增长的过程中存在一个拐点,该点处的分流比F=5.5%,最佳分流比选择5.5%~6.0%比较合适。在本次实验范围内,压降比随分流比的增大线性减小。溢流压降随分流比的增大而减小,溢流阻力系数则基本不变;底流压降在分流比增大的过程中基本保持不变,底流阻力系数减小。     

水力旋流器用于高含油油水混合液分离的试验

在脱油型水力旋流器的基础上，通过改变部分几何参数设计试制的预分离水力旋流器能适应处理含油量小于２０％的污水的要求。现场试验表明，入口含油浓度Ｃｉ在６％～１５％之间，分流比Ｆ＝１．３Ｃｉ，处理后水的含油量可降至０．５％以下，底流仍有０．３５ＭＰａ的压力，分离效率可达９７％，能满足油田生产的使用要求。     

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。