井下油水分离漩流器数值仿真分析

应用计算流体力学软件FLUENT对井下油水分离器中的漩流器（核心部件）进行了三维数值模拟,在建立模型时运用RSM湍流模型和基于欧拉法的MIXTUER两相流模型。数值模拟得到了漩流器的速度场、压力场和油水相分布等数据,对井下油水分离器的设计具有指导意义,并为进一步研究漩流器分离性能提供了参考依据。     

油水分离器的杯形对油水分离效果实验研究

针对大庆油田产油高含水背景,研究利用油水分离器对井下油水进行分离,使其达到直接回注的要求,达到节能降耗的目的。而不同杯形的油水分离器油水分离效果不同。在室内进行模拟井筒抽油实验,在相同含水率的条件下,对不同杯形的油水分离器分别进行采出油含水率比较,从中优选出具有分离效果较好的杯形的油水分离器。实验结果表明:倾角六十度、十二棱形的油水分离器分离效果较好。     

撇油器内流场的数值模拟及结构优化

运用计算流体力学软件Fluent对撇油器内油水分离过程进行了模拟,分析比较现场使用设备和改进后的入口构件、稳流构件、聚结构件的分离特性。结果表明,此法可以较好地模拟油水两相在分离器的内部流场和油相体积分率;进而可筛选出上孔箱式入口构件、多孔板整流构件和斜板组;30mm间距的波纹板聚结构件的组合方式具有较好的分离效果。     

重力式油水分离器内部构件对流动特性的影响

通过数值模拟,研究了在油水分离器内放置不同构件(稳流构件以及3种入口构件)对分离器流场特性的影响.结果表明,加入不同的入口构件对分离器内初始流场影响亦不相同,但能更有效缓冲入口流体对初始流场的冲击.加入稳流构件后,能明显减小并抑制流场内部旋涡和返混,使分离器内部流场更接近柱塞流动,有利于油水两相的分离.因此,合理的内部构件可有效地提高油水分离器的分离效率.     

沉砂对聚并等流分离器的油水分离效果试验研究

为评价聚并等流型油水分离器在排砂的同时对井下油水混合物的分离效果,进行了室内井筒模拟试验,绘制了不同含水率时单杯进液量与油水分离后混合液含水率的关系曲线。试验表明:在单杯流量<0.2m3/d时,排砂孔和沉砂对聚并等流分离器的油水分离效果没有明显影响;4个排砂孔的分离器沉砂分离效果要优于其他个数排砂孔的分离器。     

原油脱水站油水分离效果的影响因素和改善措施

在原油脱水站中,油水分离是一项对于石油产量及质量影响较大的流程,在生产过程中,油水分离效果会受到采出液成分、破乳剂功效及投放机制、游离水脱除器和电脱水器运行参数的影响。为了避免出现油水分离恶化的情况,相关企业应加强破乳剂及其投加机制的研究,降低游离水脱除器进液的杂质含量,优化油水分离工艺。     

含不同构件的重力式分离器内流场数值模拟

应用Fluent软件的标准κ-ε模型和多相混合模型,对重力式分离器的油水分离内流场进行了三维数值模拟,得到含有2种不同入口构件、4种不同整流构件和6种不同聚结构件的分离器内部速度矢量和流场,分析并比较了不同构件的分离特性。模拟结果表明,该方法可较好地模拟油水两相在分离器内部的流场和浓度分布;耙形入口构件、圆筒整流构件、田字板整流构件、蛇形板相向聚结构件以及斜板交错搭接聚结构件具有较好的油水分离特性。     

基于正交试验的仰角式油水分离器结构参数优化

针对仰角式油水分离器结构进行了初步设计。为了提高分离器油水分离效率,引入正交试验法对其结构参数进行改变和重新配置,设计了8因素5水平的正交方案,得到50种不同的结构组合模型。采用Fluent 12.0软件对50组模型进行数值模拟,选取其中的25组进行直观分析,得到最优方案A;通过数值计算数据的极差分析以及结构参数对油水分离效率的影响分析,选取各因素平均油水分离效率最高的水平组合,得出最优方案B;将A、B两方案进行比较分析,最终确定仰角式油水分离器的最优结构参数组合为B方案。采用相同的数值模拟方法,得出优化后的分离效率比优化前提高4.972%,表明正交试验法在该型分离器结构参数的优化方面具有一定的工程实践意义。     

采出液温度对油水旋流分离器内流场及分离性能的影响

为探究油田采出液温度对油水分离旋流分离器(简称旋流器)性能的影响,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,研究不同温度下旋流器分离流场内的流动参数、油相分布、油水分离效率的变化规律。结果表明：随着采出液温度升高,分离流场中油水混合物的切向速度、压力、湍动能以及油滴粒子的径向沉降速度均增大,旋流器的分离性能提高;随着采出液温度升高,旋流器轴心处油水混合物中油相体积分数提高13.97百分点,油相体积分布非均匀度降至80%以下,油芯平均直径减小0.16 mm,轴心处的油相富集程度提高,分布均匀;当采出液温度高于70 ℃时,旋流器分离效率达99%以上。     

模型重力式油水分离器内部结构数值模拟

针对油水分离器油水分离效果难度加大的现状,基于CFD软件对安装整流构件及聚结构件的分离器模型的流体流动进行了数值模拟,通过对比分离器的速度矢量和流场,分析不同内部构件对流动特性的影响。模拟分析结果表明,圆筒形整流构件达不到理想的整流效果,"田"字形整流构件安装在入口构件后0.5 D处可以起到较好的整流效果;综合对比各种聚结构件,平行板聚结构件可以产生最好的油水分离效果。     

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。     

新型重力式油水分离器的优化设计

根据斯托克斯定律,设计了一种新型重力式油水分离器.并用Fluent软件进行数值模拟,选用标准k-ε模型,通过模拟不同油滴粒径下油水混合物分离情况,得到了新型油水分离器的适用范围和分离效率.     

内置静电聚结构件油水分离器液滴聚结特性

为了提高含聚结构件油水分离器分离效率,针对容器内置式静电聚结构件进行研究,通过粒径的变化和分离器油出口含水变化来评价静电聚结效果。在油水分离器内安装单板绝缘电极,改变含水率、流量和电压,确定聚结板的分离特性。评价结果表明:电场强度对聚结设备分离效率有重要影响,提高电场强度,可以有效提高液滴聚并速率;含水率对原油乳状液的黏度、初始粒径分布和介电常数有重要影响;随着流量降低,分离器中水滴沉降时间延长,油水分离效率提高。     

联合站油水分离效果分析监测装置

油水分离效果分析监测装置能够反映出游离水脱除器和电脱水器内部油层、水层、硫化物层的厚度以及舍水率的变化趋势,并对密闭容器内部油水分离效果和运行状况有较为清楚的认识,对保障游离水脱除器和电脱水器的平稳运行及合理控制脱水系统的加药量有着重要的意义.     

一种旋流+膜联合油水分离器流场数值模拟

相对于单原理油水分离方法而言,利用旋流+膜联合原理进行油水分离是一种新的油水分离方式。为提高井下油水分离性能,探讨一种联合原理的油水分离器。建立旋流+膜联合油水分离器的物理数学模型,并用数值模拟的方法计算其中的流场分布规律,针对不同分流比、入口流速和入口含油体积分数对其性能进行系统研究。结果表明：分流比的变化影响第一级和第二级出油口相汇流动规律,应用时应进行性能核算从而保证两级分离的效果;随着入口流速的增大,旋流+膜分离性能逐渐更优,若流速过低,则旋流+膜分离性能较差;随着入口含油体积分数增大,旋流所分离的油相占比减小,留给膜分离的油相占比增大,即含油体积分数较大时,旋流+膜联合油水分离的应用更有必要。     

剪切振动对油水分离影响的实验研究

油田产出液中油水分离的难易程度相差悬殊。通过剪切振动实验 ,在油水乳化液体系中施加剪切力场和适当的能量 ,促使液滴聚结 ,从而加速油水的分离。本实验分别使用不同的材料 (有机玻璃板、贴铝箔的有机玻璃板和铅平板 )作为振动板组 ,在不同流量下进行实验 ,并对其破乳效果进行了比较。实验研究表明 ,采用剪切振动的方法实现油水乳化液的分离是可行的。选择亲水性较好的材料(铝平板 )作为振动板材 ,将剪切振动引入重力沉降油水分离器 ,可以促进油水乳化液颗粒的合并 ,从而加快沉降速度 ,减少介质的停留时间 ,提高设备的分离效果。     

油水界面位置变化对卧式游离水脱除器水相处理能力的影响

以斯托克斯定律为基础,推导出卧式游离水脱除器重力分离的设计方程,并据此分析油水界面位置变化对重力式游离水脱除器水相处理能力的影响,以及通过调整油水界面位置可提高水相处理能力的极限.     

振动剪切式原油脱水装置及分离性能实验研究

油田常用添加破乳剂的方法处理油水乳化液,费用高,且污染环境。为此,设计了一套产生交变剪切力场的振动剪切式原油脱水装置。以26号白油与清水按1:1的比例配制的乳化液作为实验介质,在0～17Hz的交变频率下进行油水分离实验,处理量为2.4L/min。采样分析表明,剪切振动可使分散相液滴界面膜强度降低,促进了液滴的聚合,能有效提高油水乳化液的分离效率。在实验范围内,振动频率越高,分离效率也越高。但乳化液在分离装置内停留时间过长或过短时,剪切振动对油水分离的作用不明显。     

油水分离水力旋流器的研究与应用综述

油水分离水力旋流器是八十年代开发的一种离心式油水分离器。它主要用于油田采出水原油脱水和低含油污水处理。文章介绍了油水分离水力旋流器的工作原理,分析了影响其分离性能的几个主要因素及油田生产中的应用。     

用CFD确定物性参数对井下油水分离效率的影响

用CFD专业软件FLUENT对液-液旋流器内部流场进行模拟计算,分析了井下油水分离所用的旋流器物性参数(生产液粘度和油水比)对分离效率的影响,为井下油水分离采油系统调节工作状态提供理论依据。