重力式油气水三相分离器工艺设计研究

本文针对如何提高卧式三相分离器的分离效率这一问题,对油气水三相分离器的设计进行了研究,结合油水分离的难点,给出了设计和计算油水分离设备时的要点。分析表明,在设计三相分离器时,针对不同的油水混合物,需要综合考虑液滴沉降、液滴的大小和停留时间对多相流动的影响。此外,还需要通过增加内件来提升油水混合物的分离效率。同时,分析了油水分离器内部构件对油水分离工艺的影响以及聚结板的工作原理,并给出了聚结板的设计及工程应用的选择依据。     

FPSO卧式三相分离器内部改造

浮式生产储油卸油轮(FPSO)上的主要产液分离设备一般都是卧式三相分离器,随着接入新的边际油田开发,有必要对分离器进行升级改造以提高三相分离效果。卧式三相分离器存在内部结构简单、原油脱水效果差、脱出污水含油量高且不稳定等问题。通过分析分离器的内部流场和三相分离微观机理,并与高效分离器对比,认为目前的气液比可以具有较好的气浮效果,含水达到96%可以有效利用水洗功能提高油水分离速度。有针对性地对井液入口元件、整流元件、操作液位等进行改造、优化,延长三相分离器入口管线长度、增加均匀布液设施、升高堰板高度。采用FLUENT软件进行的CFD模拟结果表明,分离器内流速分布均匀、分界面波动较小、停留时间增加、分离效果好。现场应用结果也表明,分离器出水含油量平均值从改造前的217mg/L降至改造后的165mg/L,分离效率提高24%。     

液相旋流除砂装置在海上气田的应用

自2012年始,南海某气田发现气井存在出砂情况.采取调整气井工作制度、下入井下防砂工具等措施,效果均未达预期,最终采用地面除砂装置进行出砂治理.将砂粒成功阻截在聚结分离器上游,避免砂粒在聚结分离器内沉积,恢复聚结分离器的处理空间,提高油水分离效率,彻底改善气田生产水处理工况,提高了生产水排放标准,有效降低了生产运行维护...     

颗粒杂质对柴油机油水分离器使用寿命影响的研究

基于SAEJ1839—1997标准,采用向油液中添加ISO 12103-A3粉尘的方式来模拟实际工况下油液的颗粒污染状态,开展颗粒物对油水分离器油水分离效果和使用寿命影响的试验研究。在测试流量为5L/min、上游基准质量浓度为30mg/L、水流量为燃油流量的0.25%时,油水分离器工作125min后,压差值升高1.5kPa,水分离效率下降到88%以下。试验结果表明:油水分离器工作不到建议行驶里程的一半时,水分离效率就已无法达到技术指标要求。为切实保护共轨系统要求,应采取缩短油水分离器的更换周期,或在油水分离器的上游添加颗粒过滤器,对颗粒进行初步过滤,以延长油水分离器使用寿命。     

Ω型惯性气液分离器性能研究

借助数值模拟方法对Ω型气液分离器的内部流场状态进行预测,计算采用二维雷诺时均N-S方程,湍流模型采用标准k-ε模型,获知分离器内部流场分布特性,对不同间隙的Ω型气液分离器性能进行研究,并制作模型进行风洞实验,验证理论计算结果,得到该型气液分离器的阻力及效率特性。研究表明,Ω型气液分离器具有较高的气液分离效率,并且分离效率与叶片间距有很大影响,采用的Ω型叶片间距为18.2mm时,平均分离效率在90%以上。     

地面旋流油水分离器的结构优化

地面旋流油水分离设备对勘探评价井产出原油的准确计量、原油的回收及返排污水的高效处理具有重要意义,其结构参数对油水分离效率产生巨大影响。为获取旋流油水分离器的最优结构组合,基于计算流体力学的离散相模型对分离器内油水两相的三维湍流强旋流场进行数值模拟研究,以油水分离效率为判断标准,分析各关键结构参数对分离效率的影响规律,采用正交试验方法,优化设计分离器的结构尺寸,并进行现场试验。研究结果表明:油水分离效率随着进液口直径和圆锥段角度的增大先增大后减小,随着排油口直径的增大逐渐减小,随着圆柱段长度的增大逐渐增大;最优结构参数组合为圆锥段角度α=11°,进液口直径D1=12mm,排油口直径D2=3mm,圆柱段长度L=70mm。现场试验表明,该旋流油水分离设备体积小、处理量大、使用方便,可高效分离油气井返排液中的原油,实现原油的精确测量,对合理的勘探开发方案的制定具有重要意义。     

数值研究生物质焦油在旋风分离器中分离特性

借助CFD软件FLUENT对该工况下旋风分离器内部的气液两相流进行了数值模拟,其中连续相采用雷诺应力湍流模型(RSM),离散焦油液滴采用DPM模型,通过数值模拟得出了旋风分离器内部的静压场、轴向速度场与径向速度场的分布云图、液滴相的轨迹图和焦油液滴的分离与分级效率。数值计算结果表明,对于此结构的旋风分离器,分离器内部整体形成双层流动结构,近壁处径向速度与轴向速度相比较小,同时壁面对焦油液滴具有良好的捕集效果,适合用于生物质燃气焦油液滴的脱除。     

新型高效汽水分离元件研究

经理论分析和实验室试验,设计出一种新型高效汽水分离元件．这种分离元件将内部通流速度提高至４．５～５．０ｍ／ｓ时仍保持高效的分离性能．可以大幅度减少分离器的占用空间,降低分离器的材料耗量。     

有杆泵井下油水分离系统设计

有杆泵井下油水分离系统由单作用液流泵、液一液旋流分离器和原油提升泵三部分组成。工作时,经旋流分离器分离,分离后的污水直接注入注水层,低含水原油经原油提升泵采出地面,达到了节能降耗的目的。在分析有杆泵井下油水分离系统工作原理的基础上,介绍了泵流量的理论计算公式。     

湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器分离效率的数值模拟

根据N S方程组对湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器内气液两相流动进行了描述,采用k ε模型及颗粒轨道模型对方程组进行封闭,建立了该类除雾器分离效率的数学模型。模型的数值求解采用流体力学计算软件Fluent6.1。通过调节参数,计算了多种除雾器结构参数(除雾器高度、除雾器板间距、除雾器转折角)和工况参数(气体流速、液滴直径)下的除雾器的分离效率,分析了各参数对除雾器分离效率的影响,得出了一般情况下的除雾器分离性能的规律性结论,可直接应用于湿式烟气脱硫系统除雾器的设计。图7表1参9     

油水分离器及其内部构件的工艺设计计算方法的研究

重力沉降方法是应用于石油行业生产水处理的较为广泛且较为经济的方法之一,本文主要阐述了海上油田基于重力沉降原理的油水分离器的工艺设计计算方法及其内部构件设计的相关工艺计算。该设计计算方法对于工程设计人员在油水分离器等方面的设计工作具有一定的指导作用;而内部构件的工艺计算方法也会对内部构件的设计选型提供理论依据。     

油水分离技术优化研究

现阶段,我国大部分陆上油田已进入开发后期,不仅带来了严重的经济问题,更增加了油水分离的困难程度.目前对于油水分离技术的研究集中于螺旋管和波形板凝结分离器方面,其中波纹板和螺旋管油水分离技术应用广泛.利用CFD软件采用VOF模型对直管、波形管、螺旋管油水分离进行数值模拟,得到了油水分离规律:(1)在输油直管中,离管心越远...     

高温、高产水气井气水分离效果分析及治理

HB1井属于高温、高产水气井,由于井口温度高、产水量大,节流效应不明显,常温分离设备的工作温度偏高,难以有效分离饱和水气天然气,出站温度较高,导致外输管线积液严重,清管作业频繁,增加了操作成本。对HB1井气水分离系统存在问题进行分析,结合现场实际情况,探讨高温、高产水气井的水气分离治理措施。解决问题的关键,是分离出大部分液态水后,再进行节流,并降低分离器工作温度。可以在卧式分离器后、过滤分离器前增加一级节流,提高卧式分离器工作压力、降低下游流程压力,解决气水分离效果差的问题。卧式分离器分离出绝大部分液态水后,饱和水天然气节流效应明显,凝析出的液态水可被过滤分离器和气液聚结器分离出来。计算表明,可将出站温度控制在25℃以下,减少采出水进入输气管线,降低清管作业次数,节约生产成本。     

基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计

应用计算流体动力学软件FLUENT对汽车发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器进行三维两相流场和油滴颗粒分离效率的数值模拟.通过计算四种分离器结构参数(出口位置、出口直径、V型槽间距和V型槽宽度)下的分离器的分离效率和压降损失,分析了各参数对分离效率的影响,得到分离器性能的规律性结论和分离器的最佳结构参数,用于指导迷宫式油气分离器的设计.     

不同入口截面角旋风分离器的分离特性

对常规旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角。利用计算流体动力学(CFD)技术对具有不同入口截面角旋风分离器的气相流场进行了数值模拟,比较了不同入口截面角时旋风分离器内部流场结构,并对不同入口截面角旋风分离器的压力损失和分离效率进行了实验研究。结果表明:进口具有一定截面角使得旋风分离器内部流场朝有利于颗粒分离的方向变化,可以有效改善旋风分离器的分离性能。在相同的入口风速下,随着入口截面角的增加,旋风分离器总效率和分级效率增加,而压力损失却减小。综合压力损失和效率随入口截面角的变化趋势,可以看出,在所研究的入口截面角范围,45°应是最佳的选择。     

某发动机曲轴箱油气分离器设计

为改善发动机曲轴箱内窜出的气体,设计一种高分离效率的旋风式分离器。对旋风式油气分离器内部流场和分离性能进行数值模拟,进而优化分离器的结构尺寸。研究了分离器的入口直径、入口管段与水平面夹角和圆柱段长度这3个主要参数对分离效率的影响,进而对分离器结构尺寸进行优化,最后得到分离效率达到90%以上的最佳油气分离器设计方案。     

中心管式重力分离器汽水分离效率研究

以Fluent软件为工具,模拟蒸汽-水工况下中心管式重力分离器中液滴的运动,考察影响中心管式重力分离器汽水分离效率的主要因素。结果表明:液滴速度对分离器的分离效率的影响基本可以忽略;蒸汽速度和中心管径对分离器的分离效率影响较大,蒸汽速度越大分离效率越低,中心管直径越小分离效率越高;中心管长度对液滴的临界分离直径无影响,但能提高小颗粒直径的分离效率。     

天然气新型气液分离器性能试验研究

为了解决天然气含有饱和水汽和少量烃降低输气效率、堵塞管线和设备等问题,利用旋风子、稳流元件、叶栅式分离元件、折流板式分离元件组合成新型天然气分离器。利用相位多普勒粒子分析仪对新型天然气分离器进出口粒子粒径与液态水含量的进行对比测试,以研究新型分离器的分离效率。结果表明:新型分离器具有良好的气液分离作用;在流量为10～64 m~3/h时,分离器的分离效率成抛物线形式,在33 m~3/h时分离器的分离效率降到最低值95.16%,主要原因是流量在33 m~3/h时,试验气液混合不均匀,导致内部流态紊乱,以至于试验测得分离效率相对偏低;在流量为10 m~3/h时分离器分离效率最高,为99.29%;分离器对该进口条件的气体中雾状液粒有较高的分离作用,且可以明显降低分离器出口气体中液粒的平均粒径;从进口到气相出口压力逐渐降低,总压降为950 Pa;流动区域速度梯度大不利于气液相分离,流动掺混会导致分离效率降低。     

发动机油气分离器CFD模拟技术和分离效率研究

利用STAR-CD软件对迷宫和旋风组合的油气分离器的分离效率和压力损失进行了评估和优化。计算结果表明:k-εSST湍流模型由于能够精确模拟近壁区域的流动,更适合分离效率的计算。油气分离器的分离效率随着活塞漏气量和粒子直径的增大而增大。旋风分离器对于小粒径油滴的分离起主要作用,其分离效率随着流量的增大和降低变化幅度很大。迷宫式分离器的效率对流量的变化适应较好。回油孔设计非常关键,在保证回油通畅的情况下避免机油被吸入分离器。     

气体机迷宫式油气分离器分离效率的试验研究

针对一款六缸天然气气体机新产品,进行了内置迷宫式油气分离器选型、设计和试验研究。在全负荷、标定转速工况下,油气分离器内部温降约为7℃,相同窜气量时闭式迷宫分离器内部的温度要比开式的低约5℃。分离器的内部压力随窜气量的增大而增大。分离效率随着窜气量的增大而增大,在180L/min时闭式和开式系统都达到约87%的分离效率,而流量小于180L/min时闭式分离系统的分离效率比开式分离系统最高可高出约10%。试验结果表明:分离器内部隔板和挡板结构尺寸和安装距离的优化组合、窜气量的大小、开式油气分离通风系统或闭式油气分离通风系统方案的选择都是影响油气分离器分离效率的关键因素。