高含水原油对水力旋流器预分离性能的影响

简述了高含水原油经水力旋流器分离时出现乳化的原因, 讨论了影响水力旋流器高含水原油预分离性能指标, 并对影响高含水原油预分离性能的重要参数———旋流器入口流量、分流比、压降和溢流口直径等分别进行了试验。试验结果表明, 当水力旋流器的流量、分流比和压降比控制在一定范围内时, 选择适当溢流口直径才能同时提高分离效率和脱水效率, 使高含水原油预分离后溢流的含油浓度满足生产要求, 底流口污水的含油浓度也满足后续除油工艺要求。     

液—液旋流分离器串联现场试验

对于含油率在1％－2％之间的采出液业说,采用单级旋流器进行分离,常常无法同时满足底流水质和溢流含油两项要求。通常先将采出液进行预分离,再对其底流污水进行除油。设计了一套名义直径为35mm的预分和除油旋流器,并将它们置于撬装式试验台架上。同时设有取样装置并进行压力和流量的检测,大大方便了旋流器的现场试验。通过改变旋流器操作参数,试验两级旋流器的分离性能。试验中旋流管入口含流波动较大,并具有随机性这考验了旋流器的适应性。试验结果表明,平均入口含油浓度为7．64％的油水混合物,经两级旋流分离后,净化水中含油最低为19．9mg／L,平均为31．75mg／L;油中含水率最低为23．3％,平均为40．95％。     

除油旋流器处理注聚含油污水试验

对油井实施聚合物驱后,采出液的粘度增大,油水混合物体系的稳定性增加,油水分离较常规水分离更加困难。在聚合物对采出液油不分离特性影响的室内试验基础上,结合大庆油田现场试验,分析除油旋流器在注聚含油污水中的分离性能,测试了除油旋流器的进出水油滴粒径分布,结合进出水含油浓度,绘制了除油放心流器级效率曲线及水力特性曲线,试验表明,除油旋流器用离心泵供液时,分离性能较单螺杆泵供液时略有下降,但仍可工业应用所     

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。     

正交试验在脱油型水力旋流器参数优选中的应用

首次在脱油型水力旋流器进行油田信含油污水分离的试验研究中应用正交试验。计算和分析表明：１．得出使旋流器具有的除油效率的最优参数组合，将其应用于现场试验中，旋流器平均除油效率均有明显提高，说明在旋流器的试验研究中，应用正交试验进行参数优选是可行的；２．在影响旋流器除油效率的因素中，进液压力对除油效率影响最大，溢流口直径次之，底流压力影响最小。     

采用水力旋流器的含油污水除油试验

为了提高低压含油污水的除油效果，美国采用水力旋流器配以低剪切泵对陆上和海上的含油污水进行了工业试验并获得成功。试验结果表明：低剪切泵可以提高水力旋流器的除油效率；油滴尺寸是含油污水净化的一个关键参数；在除油水力旋流器中，小油滴会发生明显聚结；对于去除较小的油滴，小直径（35mm）的水力旋流器比大直径（60mm）的水力旋流器更有效；将由水力旋流器出来的净化水再泵入旋流器进行再循环，可以提高除油效率。     

双锥型液—液旋流分离器分离特性试验研究

对XLQ－Ⅲ型污水除油旋流器进行了分离特性试验，阐述了旋流器的流压特性以及流量、溢流比、提升泵对旋流器分离效率影响，并针对优化的旋流器给出了具体的操作参数。     

液─液旋流器处理注聚含油污水现场试验

聚合物驱后采出液中由于聚合物的注入,采出液的粘度和油水混合物体系的稳定性增加,油水分离较常规分离更加困难,阻碍了聚合物驱油技术的推广应用。为了解旋流器在注聚含油污水中的分离性能,测试了旋流器的进出水油滴粒径分布,结合进出水含油浓度,做出了旋流器级效率曲线及水力特性曲线;比较了系统加药对旋流器分离性能的影响。试验表明旋流器用离心泵供液时,分离性能较单螺杆泵供液时略有下降,但尚可为工业应用所接受。     

双锥型液-液旋流分离器分离特性试验研究

对XLQ-Ⅲ型污水除油旋流器进行了分离特性试验,阐述了旋流器的流压特性以及流量、溢流比、提升泵对旋流器分离效率影响,并针对优化的旋流器给出了具体的操作参数。     

油水预分离设备的模拟设计及优化

目的 石油开采及运输过程中产生的含油污水中大多含有泥-砂等固体颗粒,为了提高油、水、砂混合液的分离速率,设计了一种一体化的油、水、砂预分离设备,并对其进行实际能力测试。方法 基于正交试验使用数值模拟方法对设备的旋流油水分离单元进行了结构参数优化,并探究了最佳操作条件,通过实例验证模拟的结果是否准确、设计的设备尺寸是否可行。结果 通过正交试验模拟优化出的旋流器主直径为66.5 mm,溢流口直径为4.6 mm,底流口直径为14 mm,大锥角为20°。在该尺寸下进行了最佳操作条件的探究,当油相体积分数为10%时：模拟得到最佳入口流速为15 m/s,溢流分流比为15%,除油效率为83.1%;实例试验的最佳入口流速为15 m/s,溢流分流比在15%～20%之间,除油效率为79%。结论 数值模拟的结果与实验结果基本一致,优化的设备能够满足油水分离预处理的要求,具有良好的应用前景。     

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。     

气液比对压裂返排液旋流除砂器性能的影响

水力旋流器已被应用于压裂返排液除砂,为了提高其分离性能,基于Fluent软件模拟和实验,研究了不同入口气液比(GLR)下水力旋流器的空气柱直径、压力与速度分布及分离效率,总结了入口GLR对水力旋流器分离性能的影响规律,并确定了最佳入口GLR范围。研究结果表明:①物料不含气体时,底流口与溢流口负压区将外界气体吸入内流场形成空气柱,当物料中含有气体时,空气柱中绝大部分气体来自溢流口与底流口,并且最终通过溢流口排出;②随着气液比升高,壁面处压力、底流压差及溢流压差均呈现非线性增长的趋势;③随着气液比升高,切向速度增大,却减小了较小气液比(10%～20%)下的组合涡流场指数;④随着气液比升高,轴向速度不断增大,然而过高的气液比(GLR 40%)却增加了流场的不稳定性;⑤气液比的升高提高了水力旋流器的除砂效率并减小了切割粒径,当GLR 30%时组合涡流场指数较小且分离效率较低,GLR 40%时能量损耗较大,确定出最佳GLR区间介于30%～40%。结论认为,该研究成果可以为水力旋流器的优化设计提供参考。     

除水型油水分离旋流器试验研究

对除水型油水分离族流器进行了从含有水分杂质的油中脱除水分的试验研究。用正交设计试验得出了这种旋流器的结构及操作参数的优化数据，并对底流率以及进口雷诺数与其分离性能指标之间的关系作了研究。结果表明，各结构参数与操作参数对不同性能指标的影响敏感程度是不同的，以不同指标参数作为目标函数时旋流器应具有不同的最优结构与操作参数组合；底流直圆管长度适当增大，可以使旋流器脱水过程各项分离指标得到改善；随着底流率的增大，使旋流器脱水率和油损率均增大，而脱水因子则减小；旋流器进口雷诺数对其脱水因子、除水率和油富集因子等分离性能指标没有显著的影响。     

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。     

井下双级串联式水力旋流器数值模拟与实验

利用Euler-Euler法与大涡模拟相结合对井下双级串联式水力旋流器的分流特性和分离特性进行研究,并与实际实验结果相对比。结果表明：入口流量由20 m³/d增加到60 m³/d时,总分流比的范围逐渐变大,且第一、二级水力旋流器的溢流口流量之比与总分流比的变化关系是函数关系;在一定范围内,底流含油质量浓度随着入口流量的增大先减小后增大,随着总分流比的增大先减小后增大;入口流量为25~50 m³/d且总分流比为0.28~0.75时,底流含油质量分数不大于200×10^-6;数值模拟预报的分流特性与实验结果一致,预报的分离特性与实验结果存在一定差异。该模拟解决了文献[23]提出的监测模型难以用于配带双级串联式水力旋流器井下油水分离系统工况诊断的问题,并给出了井下工况调节时总分流比的推荐范围,从而可以为现场应用提供一定指导。     

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。     

粒径重构旋流器结构参数优选

粒径重构旋流器通过入口结构来实现大、 小粒径油滴的重新排列,再通过内嵌式结构对大、 小粒径的油滴进行高效分离.为了进一步提高旋流器的油水分离效率,在旋流器入口位置最佳弯管角为180°的基础上,研究了切向入口高度、 内层溢流管直径及内锥段长度等参数对旋流器内油滴粒径分布、 油相体积分数与分离效率的影响,并利用CFD数值模...     

新型多孔溢流管式旋流器的结构模拟分析

基于计算流体力学(CFD)方法,应用FLUENT软件,以脱油型液-液水力旋流器为原型,探索多孔溢流管式结构对旋流器分离性能和压力特性的影响。研究了多孔溢流管式旋流器溢流管的伸入长度及溢流管直径的影响。研究发现,溢流管伸入长度加长能起到聚结作用,多孔溢流管式旋流器可提高溢流口处的油相体积分数,有利于轻质分散相油相的向上流动。     

柱形水力旋流器结构优化设计

文章根据TD哈蒂冈提出的圆柱水力旋流器的数学模型,提出了优化圆柱水力旋流器的结构参数(旋流器直径、进料管直径、溢流管直径、底流管直径、旋流器长度)的方法.     

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。