倒锥注气强化井下油水分离水力旋流器性能研究

为了进一步提高井下油水分离水力旋流器的分离性能,提出一种倒锥注气式井下油水分离水力旋流器结构,开展倒锥注气对油水分离性能影响研究。利用数值模拟和实验研究相结合的方法,对不同注气量、含油浓度、分流比、入口流量等操作参数下的流场分布特性和油水分离效率进行分析。结果表明,随着注气量的增加,分离效率呈现先升高后降低的趋势,当注气量为2.034 m³/d时,分离效率达到最大值98.52%;当水力旋流器的入口含油浓度为0.75%、分流比为40%、入口流量为5.4 m³/h时,可获得水力旋流器的最佳分离效率为99.51%,较注气前提高了1.11%。针对注气后的井下油水分离水力旋流器开展室内分离性能实验研究,数值模拟和实验结果呈现相同的变化趋势,验证了倒锥注气强化分离性能的可行性及数值模拟结果的准确性。     

组合式水力旋流器操作参数对其分离性能的影响研究

依照水力旋流器组合化的发展趋势,提出了一种将两个水力旋流器进行串联的组合式水力旋流器结构,并对新结构开展实验研究,着重考察操作参数对组合式水力旋流器的性能影响,得到底流率、入口浓度和入口流量与分离效率和压力降的变化规律。     

液液旋流器中粒径、流量和效率的关系

在固液旋流器中 ,流量和粒径被孤立地看作是影响分离的两个参数。本文以除油旋流器的实验结果为基础 ,阐述了液液水力旋流器中流量的作用机理 ,以及液滴和流量之间的联系 ,综合分析了粒径和流量对分离的影响 ,定性地给出了液液水力旋流器的粒径 -流量 -效率曲线 ,并为液液旋流器的深入研究提供了新思路     

油水分离用动态水力旋流器分离特性研究——内在因素、外在条件、结构工艺及装配的影响

介绍了除操作参数、结构参数之外影响脱油型动态水力旋流器分离特性的几个重要因素 ,包括内在因素、外在条件、结构工艺及装配等方面 ,这些因素对提高动态旋流器分离性能起很重要的作用。通过改进各种实验工况及操作环境 ,合理确定运行条件 ,分析并描述旋流分离现象 ,为提高动态水力旋流器分离效率提供一定的参考     

水力旋流器内固相颗粒时均流场及脉动特性的研究

利用一种新型的激光多普勒测速仪———粒子动态分析仪（ＰＤＡ），对水力旋流器中固相颗粒的时均流速、绝对湍流度、相对湍流度等流动参数进行了实测研究，给出了更全面的关于水力旋流器内固相颗粒流速分布的信息，并探讨了湍流脉动对水力旋流器分离过程的影响。     

油水分离用水力施流器特性的试验研究

油，水分离用水力旋流器是一种高效、节能的新型分离装置，其结构及尺寸与固、液分离用水力旋流器有较大的差别。通过研究，计算确定了水力旋流器的几何结构及各部分尺寸，并制造了一台样机，在自行设计的试验台上进行了试验研究，分离效率达９５％。同时试验了不同参数（压力Ｐ，流量Ｑｉ，浓度Ｃｉ，分流比Ｆ，尾管长度ｌ３等）对分离性能的影响，找出了一些规律，为进一步深入的研究及试验打下了基础。     

基于响应面法的水力旋流器结构参数优化

为了进一步增强水力旋流器的分离性能,采用响应面优化方法(Response Surface Methodology,RSM)对同向出流水力旋流器的结构参数进行优化,寻优范围为大锥段长度在51.3～62.7mm、小锥段长度在120.6～147.4mm、出水管长度在90～110mm内,构建了区域内结构参数对旋流器底流口含油浓度影响的数学关系模型,并获取了最佳结构参数。开展数值模拟和室内实验,对优化后旋流器的分离性能进行验证,结果显示,优化后的旋流器结构较原始结构可将分离效率提高4.45%,实验值与模拟值呈现出了较好的一致性,充分验证了优化结果的准确性。     

液液水力旋流器流场特性与分离特性研究（七）——操作参数对分离特性 …

对液液水力旋流器主要操作参数,如流量,分流经,入口压力以及增压方式等分离特性的影响因素进行了分析,可为水力旋流器的现场应用提供有益的指导和参考。     

液液水力旋流器流场特性与分离特性研究(七)——操作参数对分离特性的影响

对液液水力旋流器主要操作参数 ,如流量、分流比、入口压力以及增压方式等分离特性的影响因素进行了分析 ,可为水力旋流器的现场应用提供有益的指导和参考     

油水分离用水力旋流器特性的试验研究

油，水分离用水力旋流器是一种高效，节能的新型分离装置，其结构及尺寸与固，液分离用水力旋流器有较大的差别。通过研究，计算确定了水力旋流器的几何结构及各部分尺寸，并制造了一台样机，在自行设计的试验台上进行了试验研究，分离效率达９５％。同时试验了不同参数（（压力Ｐ，流量Ｑｉ，浓度Ｃｉ，分流比Ｆ，尾管长度ｌ３等）对仞了性能的影响，找出了一些规律，为进一步深入的研究及试验打下了基础。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究 Ⅶ.流场结构与分离性能

采用正交试验设计,对旋流器流场结构与分离性能的关系进行了系统研究,获得了旋流器流场结构对分离修正总效率、分离粒度和分级效率曲线等分离性能指标的影响规律以及在提高分离性能方面的相应优化结构组合,为进一步确立优化节能原则提供了依据。     

充气水力旋流器用于油水分离的试验研究

研究了充气量、进料量、分流比以及底流出口压力等主要操作参数对充气水力旋流器分离效率影响的规律 ,得出了较好的工况点 ;与相同结构参数的未充气旋流器的分离性能进行了对比 ,结果表明 ,充气旋流器能明显改善油水分离条件 ,具有较宽的操作弹性和较高的分离效率 ;同时用库尔特粒径分析仪分别测定了它们进口和底流口油滴的粒径分布 ,发现在旋流器中充入空气 ,强化了气浮 ,能够进一步分离更细粒径的油滴。     

锥齿型水力旋流器的分离特性研究

对锥齿型水力旋流器的性能进行了试验研究，结果表明这种新型水力旋流器的分离精度、分流比、分离粒度和总分离效率均高于普通水力旋流器的相应指标。还研究了中心锥的几何参数和位置对分离特性的影响。     

旋流分离器流体流动理论研究与实践

旋流分离器中流体流动规律的研究是认识其分离机理与能耗规律的基础。通过对单相与两相时均流场的研究，获得了对分离机理的新认识。基于流场的湍动性对分离有重要影响，通过湍流场的研究，获得了湍流度与ｄｓ０的关系式。在探明流动的压力场基础上，揭示了旋流器能耗的机制。在理论研究指导下，研究成功了磷酸污水处理用旋流器、淀粉精制用超小型旋流器、油中除水旋流器和反应器内置式触媒回收用旋流器等。     

细颗粒杂质旋流脱水油田现场试验研究

针对大庆油田现场实际情况 ,在原有室内实验研究的基础上 ,采用水力旋流器对细颗粒杂质的分离处理做了试验研究。试验结果表明 ,随流量的加大脱水率有增加的趋势 ,最高可达 90 %左右 ,但并非流量越高越好 ;分流比为 8.75 %以下时效果较为理想 ,但分流比过小时 ,旋流器底流管路中出现明显堵塞现象 ;5°锥角旋流器的分离效果要优于 8°锥角旋流器 ,且压力损失相对较低。初步试验研究表明 ,采用水力旋流器对油田污水中的细颗粒杂质进行处理是可行的     

Numerical Simulation of the Separating Performance of Hydrocyclones

The flow behavior in hydrocyclones is quite complex. The Computational Fluid Dynamics (CFD) method was used to simulate the flow fields inside a hydrocyclone in order to improve its separation efficiency. The RSM turbulent model (Reynolds Stress Model), which abandons the isotropic eddy‐viscosity hypothesis, was used to analyze the highly swirling flow fields in hydrocyclones. The ASM Model (Algebraic Slip Mixture Model) was used to simulate the separation performance. The volume fraction distribution and grade efficiency curve are given. The separating efficiency for 60 μm water particles is more than 90 %. The majority of 60 μm water particles are carried to the underflow. An increase in particle size will improve the efficiency by increasing the centrifugal force on the particles. Based on the simulation, the effects of the overflow tube dimensions on the separation performance were studied. The overflow tube dimensions of the hydrocyclone were modified, and the results showed that the Reynolds Stress Model successfully predicted the characteristics of the flow, and the simulated performances were in good agreement with those obtained by tests.     

含水量对油脱水型旋流器性能的影响

通过实验研究了用于含水油脱水的液液旋流器的主要操作特性与分离特性,包括含水量对操作性能和分离性能的影响规律。结果表明,油水混合液的含水量达到一定范围时,有转相现象出现,此时压力降最低,同时含水量对分离性能有显著的影响。因此,一方面可以通过调节底流分率以获得最佳的分离性能,另一方面当含水量较大时可应用较大底流一溢流口径比的旋流器。     

旋流脱气性能影响因素的CFD模拟

液体脱气是工业生产环节不可缺少的部分。脱气式旋流器能够在线、快速地进行脱气工作, 但目前发展处于初期阶段, 对于其脱气性能影响因素的探究还不全面。本文采用计算流体动力学(CFD)的方法, 运用流体力学软件Fluent, 在H₂O-CO₂的两相体系、湍流模型采用Reynolds应力模型、多相流模型采用Mixture混合模型的条件下, 对不同柱径比的液体脱气式旋流器进行数值模拟, 利用旋流离心场的离心力和压力梯度对微小气泡进行分离, 获得了对5～50μm不同直径气泡的分离性能以及进口流速对气泡分离性能的影响关系。研究发现, 在一定条件下, 随着柱径比值的增大, 脱气效率总体上先逐渐增大, 超过一个极限值后迅速减小, 但柱径比越大, 越有利于小气泡颗粒的迁移分离;分离效率随着进口流速增加而增加, 到达极限之后效率降低。     

动态水力旋流技术发展综述

介绍了动态水力旋流器的结构、操作原理及国内外发展概况,对比分析了动态水力旋流器与静态水力旋流器在处理含油污水方面的不同利弊,总结了动态水力旋流器的主要结构特性、操作特性及分离性能,并归纳了动态水力旋流技术在应用中的一些研究结论。     

脉动进料气液旋流分离器分离性能分析

为提高钻井液振动筛的气、固、液分离能力,一种以振动筛形成的脉动真空与压缩空气注入相结合的固液分离钻井方法被提出,在此基础上出现了一种采用脉动进料边界的旋流器。为分析旋流器的气液分离性能,需要探究其脉动进料条件下的最佳气液分离效率及其影响参数。为此,采用Fluent对稳定、脉动进料状态下不同结构参数的旋流分离器进行流动模拟,通过UDF函数设置脉动进料边界,并分析效率曲线得到脉动进料状态下分离器的最优参数。结果表明,脉动进料状态下的流场可以较好地实现稳定;采用频率为0.4 Hz的正弦脉冲进料气液分离效率最高,可达85.5%;在脉动进料状态下,其脉动不连续性会导致流场湍动能变大,径向压力降梯度降低,切向速度峰值降低。