油水旋流分离器流动机理和分离性能研究

采用雷诺应力模型CFD数值模拟方法．对油水分离器内的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法进行研究。得出了分散油相等浓度分布云图和用于判断旋流器分离性能的流量-效率曲线、流量-压力降曲线、分流比-效率曲线和粒级效率曲线。利用试验对曲线进行验证，结果表明，理论计算与实验数据曲线在一定范围内变化趋势一致，根据曲线可对旋流分离器的性能作出判断，并确定处理能力及是否对来液采取必要措施来提高分离效果等。     

油水旋流分离器流场模拟分析与研究

采用流场模拟方法研究了油水混合物在旋流分离器中的流动状况,湍流模型采用多相流中湍流Reynold应力输运方程模型(DSM),基本方程的离散和求解采用SIMPLEC算法。利用计算流体动力学(CFD)分析程序,对油水旋流分离器进行了计算与分析。结果表明:模拟流场的特征与理论描述和物理实验所得到的特征一致,并定量分析了流量对压降、流体粒径对分离效率的影响及其应对措施。所用方法为深入揭示旋流分离器中油水的分离规律提供了有效手段,可用于预测和分析旋流分离器的分离性能,结构优化及揭示特性参数影响旋流分离器性能的规律。     

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。     

海上石油平台油水分离旋流器防淤垢技术研究

液-液旋流分离旋流器具有体积小和分离效率高的特点,在海上油田含油污水处理领域得到广泛应用。但在现场实际使用过程中发现,由于旋流器内部结构设计不合理,在生产过程中旋流器腔体内聚集大量污泥,随着污泥不断沉积形成淤垢,导致旋流器内部的旋流管堵塞,最终使整个旋流器失去分离能力。根据斯托克斯理论及对含油污水水质测定,对淤垢产生原因进行分析,进而改进旋流器内部结构,提高旋流管进口流速并减少流场滞流空间;同时对旋流器部分腔体采用不锈钢材质,增强旋流器抗腐蚀能力。现场应用表明,改进后的旋流器结构可大大减少淤垢的产生量,旋流器能够长期保持高效的分离性能。     

原料天然气初级旋流净化数值模拟研究

旋流管是高含硫天然气净化旋风分离器的分离单元,是实现高效气固分离的关键内构件。基于CFD-DPM方法对旋流管的结构参数进行了优化设计。首先将其关键结构参数归结为7个设计变量,建立优化物理模型,采用均匀设计法在可选范围内设置结构参数及多种型号,进而通过数值模拟获得流场分布、颗粒分离轨迹、压降及分离效率等流动信息。文章提出了一个无量纲参数Y作为综合考虑分离效率和压降影响的优化目标参数,利用该参数可有效获得在压降允许范围内最高分离效率对应的分离器型号及结构参数。此外,文章还进一步详细分析了最优结构的流场、分离轨迹等细节流动信息,可为初级旋流管优化设计提供重要参考。     

焦化蜡油脱除焦粉用旋流器分离性能试验研究

以焦化蜡油脱除焦粉用固-液旋流器为研究对象,在一套冷态试验装置上开展DN75 mm切流式旋流器分离性能的试验研究,考察操作参数对分离效率及压降的影响.研究结果表明,对旋流器分离效率影响程度从大到小的操作参数依次为入口体积流量、底流率、进料质量浓度;旋流器压降随入口体积流量的增大而增大,底流率和进料质量浓度对压降影响较小...     

油水分离旋流器的模拟分析与结构优化

根据计算流体动力学(CFD)的原理和方法,以流场数值模拟为基础,利用大型流体计算软件对油水分离旋流器内流体的运动规律进行了模拟分析。在模拟分析基础上,以提高分离效率为目的对油水分离旋流器的入口流道形式、溢流出口直径和旋流腔长度进行了优化设计。在实际应用中,应用计算得到的优化结构,可以提高旋流器分离效率8%左右。     

分离腔结构对井下旋流器分离性能的影响研究

为得到水力旋流器的最佳分离效果,采用数值模拟方法,通过改变入口进液速度和分流比,对导锥式旋流器和倒锥式旋流器的流场特性及分离性能进行了对比分析,获得了相同操作参数下两种结构的速度场、浓度场(溢流口油相体积分数)及压力场分布特性。分析结果表明:当入口进液速度为0. 3～1. 5 m/s时,导锥式旋流器具有较高的分离性能,此时压降比不高于1. 5,溢流口油相集中,随入口进液速度增大分离效率由97. 5%上升到99. 2%;当进液速度为1. 5～3. 5 m/s时,倒锥式旋流器分离高效且稳定,此时压降比不高于1. 5,溢流口油相集中,随入口进液速度增大分离效率由98. 0%上升到99. 7%;倒锥式旋流器的零轴向速度包络面有扩充作用,且倒锥结构可减缓流场中混合液速度;导锥式旋流器最佳分流比为20%,倒锥式旋流器最佳分流比为30%。研究结果可为同井注采工艺中油水分离器选型提供参考。     

气体颗粒粒度对气液分离旋流器性能影响的数值模拟

针对一种用于气液两相分离的旋流器结构,采用Fluent软件,开展了分离气体颗粒粒径变化对旋流器压降、湍动能损失特性及脱气效果影响的数值模拟分析。研究结果表明,随着分离气体颗粒粒径增大,旋流器溢流出口的压降先减小后增大,旋流器溢流出口的湍动能损失增大,旋流器气相分离效率逐渐增大。     

液-液旋流器分离效率预测理论模型

通过分析液-液旋流器内分散相油滴在连续相水中运动所受的Newton阻力、Stokes阻力和Oseen阻力的不同计算公式,在相关假设前提下,建立了油滴的运动方程。根据重相分离和轻相分离对迁移速度影响的分析,得出分散相液滴迁移运动轨迹。考虑到分散相油滴粒径的不均匀性,推导了不同粒径油滴对应的分离效率,建立了粒径与分离效率的关系即粒级效率关系,从而可从理论上预测液-液旋流器的分离性能。     

天轮式抽油机的运动和动力特性分析

为了确定由铰链四杆机构和反导杆机构串联组成的天轮式抽油机悬点和各构件的运动状态,建立了相应的运动和动力分析解析方程,计算了抽油机的运动和动力规律,得出结论：(1)抽油机的连杆受力较小,但连杆受压特别是失载后,将承受较大的压力;(2)抽油机的支架受力较复杂,必须有足够的强度;(3)抽油机天轮和摆杆之间的力受平衡的影响较大,当平衡不佳时,该力将急剧增加;(4)相对于常规游梁式抽油机,天轮式抽油机结构复杂,外形尺寸较小,质量轻。     

牙轮钻头球轴承设计应考虑的两个问题

为保证钻头轴承设计更加可靠,在球轴承设计中,应考虑球轴承的工作状态对整个钻头轴承系统的影响和轴承系统在使用过程中的磨损量对球轴承工作状态的影响。由于球轴承工作状态不同,正确设计和确定轴承结构参数与游隙至关重要。游隙过小或过大都将影响轴承系统的正常工作。据此,应先进行球轴承无游隙设计计算,然后通过对无游隙计算值的修正,来保证球轴承游隙既能满足轴承系统对间隙的要求,同时消除轴承系统磨损量造成的不利影响,又使游隙的最大值尽可能小,以防轴承内部的碰撞冲击导致轴承的损坏。为此给出了相关的算式和算例。     

E—138烟气轮机节能技术探讨

介绍了中石化股份有限公司高桥分公司炼油厂3号重油催化裂化装置的E—138烟气轮机(简称烟机)的实际运行状况,阐述了烟机运行在烟气能量回收中的作用及影响烟机运行质量的几个因素。针对这些因素采取相应的措施：改善烟机用冷却蒸汽品质、提高蒸汽过热度;消除烟机轮盘催化剂堆积;严格控制和定期检测烟气固体含量;提高临界喷嘴运行的可靠性;加强烟机运行状态的监测,获得较明显节能效果。但在硬件配置上还存在一些问题。     

研制高效益高水平油田开发装备

从实际出发,既要考虑需要和可能,又要发展接替储备,力求高起点创新和完善配套的结合,以先进适用的装备,为提高油田开发建设的经济效益服务,是油田开发装备技术改造和开发研制应遵循的基本原则。近期应着重发展的装备是：顶驱、水平井、小井眼钻井和完井的配套设备;连续抽油杆、井下油水分离器、气举采油设备等人工举升装备;大排量自控变量堵水调剖泵、深层开发大排量高压注水泵等注水装备;油气混输泵、在线三相不分离计量设备等高效集输装备;剩余油监测、油藏地应力及裂缝展布检测等油藏监测仪器设备,以及油层改造、修井和三次采油装备等。装备制造企业要认清形势,转变观念,制定发展战略,占领国内市场,开拓国际市场,尽快走出困境。     

增速电动潜油离心泵的研制

针对常规电动潜油离心泵因受泵径限制难以增大排量和扬程的问题,研制了一种以增速器配套的增速潜油电泵。增速器采用二级齿轮结构型式,传动比为145,输出转速为4130r/min,安装在上、下保护器之间。为满足高转速要求,从结构和材料上改进了离心泵止推垫片,以及上保护器的扶正轴承和止推轴承。两套增速器样机,以及与之配套的增速泵,分别通过了室内性能试验和试验井模拟试验,其中一台并已投入现场试验。这些试验的性能参数都达到了设计要求。增速电泵扩大了现有电泵的适应范围。在相同条件下,增速电泵导叶轮总量比常规电泵减少60%,仅此一项即可降低一半以上的综合制造成本。整机总长度明显缩短,更适于斜井使用。     

不同类型油藏产量预测方法优选

合理而准确地预测油田（区块）未来产量,是实现原油产量稳定发展及制定减缓产量递减合理对策的重要基础。文中以辽河油区不同的油品性质和开发特点为基础,经实例分析,优选出一套适合具体油藏条件的产量预测方法,希望对兄弟油田的产量预测提供借鉴。     

脱油型水力旋流器分离准数模型的建立

在分析影响脱油型水力族流器分离性能的结构参数、操作参数、物性参数和分离性能指标的基础上，利用相似理论推导出相似准数，结合逐步回归分析方法处理现场试验数据，建立了能反映脱油型水力旋流器分离性能的指标与其影响参数间的分离准数模型，统计检验结果表明，这组模型具有较高的精度。对模型分析后认为：除油效率主要受处理液含油浓度影响，其次受底流口压力与进口压力的比值pu／pi、雷诺准数的影响；分流比主要受pu／pi的影响，其次受溢流口直径和底流口直径影响；要提高旋流器的处理量，主要应增大旋流器的当量直径，但增大族流器的当量直径对提高除油效率却未必有利。该模型的建立对脱油型水力旋流器的参数优化及进一步研究提供了一种方法。     

除油水力旋流器溢流口结构试验研究

为探索溢流口结构和尺寸对除油水力旋流器分离性能的影响 ,设计出三种新型溢流口结构———涡流屏蔽罩式、涡流探测管和涡流屏蔽罩组合式以及实心涡流屏蔽管式溢流口。利用马尔文激光粒度仪 ,在室内模拟试验装置上进行了分离性能测试 ,并采用粒级效率和压力降综合评价了三种结构溢流口的分离性能。测试和分析结果表明 ,溢流孔径越小 ,旋流器分离效率越高 ,压降也略有增大 ;涡流屏蔽罩式、涡流探测管和涡流屏蔽罩组合式溢流口可以降低压降 7%左右 ,而分离效率基本不变 ;实心涡流屏蔽管式溢流口和带下倾角的入口流道组合可以大大降低旋流器的压降     

N80钢的CO_2腐蚀行为试验研究

我国中西部的油田,大多面临严重的CO2腐蚀危害。为更清楚了解油管套管常用的N80钢在现场条件下腐蚀形貌、腐蚀速率等腐蚀行为,为油田选材提供依据,进行了模拟现场环境的腐蚀试验研究。研究结果表明,在温度为92℃、介质流速为12m/s、CO2分压为29648kPa、总矿化度为346g/L的水介质中,N80钢的平均腐蚀速率为08224mm/a,按NACE RP—0775—91标准属于极严重腐蚀;腐蚀试样表面除了存在大面积凹陷外,还有较深的腐蚀坑;金属表面腐蚀产物分为三层,各层形态和成分不同,但都不很致密;腐蚀产物主要是碳酸的复盐和Fe3C。