天然气钻井气体回收设备的研制

天然气钻井过程中,井筒返回至地面的携岩天然气直接放燃,这样既浪费能源又污染环境。为了回收井筒返回至地面的携岩天然气,研究了天然气回收工艺,设计了由一级分离器、二级分离器、缓冲罐和过滤器组成的回收设备。一级分离器起预分离的作用,具有分离效率高、防粘壁、防返混的特点;二级分离器利用导叶式旋分管做分离元件。两级分离器能够除净气体中粒径大于7μm的钻屑颗粒。一级和二级分离器均采用液体输送方式进行连续排料。过滤器选用了外层玻璃纤维滤芯加内层金属纤维滤芯的双层复合滤芯,过滤分离效率可达99.8%以上,能够除净气体中粒径大于5μm的钻屑颗粒,可以保证过滤后的气体达到压缩机的进气要求。该回收设备不仅适用于天然气钻井中的携岩天然气回收,同时适用于其他气体钻井过程中携岩气体的净化和回收。     

导叶式直流旋风分离器的研究与应用现状

与传统的逆流反转式旋风分离器相比,直流旋风分离器具有压降低的特点,在节能方面具有很大的优势,正逐渐引起研究者们的重视。通过对国内外资料的调研,对导叶式直流旋风分离器的研究和应用情况进行了综述,并对其结构和性能的改进提出了展望。     

原油脱水用旋流器两相流场模拟及操作性能和分离性能研究

基于计算流体力学(CFD),采用FLUENT中的欧拉两相流模型对原油脱水用旋流器中的两相流场进行数值模拟研究,并通过试验和模拟研究了它的操作性能和分离性能。结果表明,原油脱水过程中,随着含油量的增大,旋流器内轴向速度变化不大,而切向速度沿轴向衰减严重,有效分离区域缩减,且旋流器内存油增多,中心油柱较明显。进料含油50%时,中心油柱的长度约为旋流器总长度的2/3。随着进料含油量的增加,旋流能量损失增大。原油脱水用旋流器的底流压力降随处理量呈幂函数增大。     

滤芯褶数对气体过滤器流体动力学性能影响的研究

基于三维褶模型,采用CFD技术对空气过滤器性能进行数值模拟计算,使用FLUENT软件中的多孔介质模型对空气过滤器进行了流体动力学分析。结果表明,增大进口风量会使过滤器阻力增大;增加滤芯褶数会增大过滤器的有效过滤面积,增大有效过滤面积可以降低过滤速度,从而减小滤芯过滤阻力。然而这种增加不是无限制的,增加褶数会减小褶间距,过小的褶间距会导致气流局部紊乱,气体间摩擦阻力增大,从而使得整个过滤器阻力增大。对于一定尺寸的过滤器存在一个最优的褶数使得过滤阻力最小。     

气体钻井地面分离器撬装技术

现行气体钻井工艺都是将井筒携岩气体直接排放或放燃,既污染环境又浪费能源,对于成本较高的钻井介质氮气或者天然气,钻井成本更高.为了回收钻井介质氮气或者天然气,设计了气体钻井地面分离工艺和分离器撬装,分离器撬装由一级、二级旋风分离器、料罐、缓冲罐及料罐液位自控系统组成.料罐的排料系统可以循环利用井场污水池中的污水进行液体输送,节约了成本.在缓冲罐上设计了安全阀,当分离器撬装压力超过设计压力时,可以对分离系统进行卸压.该分离器撬装具有分离效率高、自动连续排料的特点,而且便于运输和现场安装.气体钻井现场应用结果表明,该分离设备分离效率能够稳定地维持在99.6%以上,过滤器净化后的气体完全可以达到进入压缩机进行回收的要求.     

油品脱水用碟式离心机的流场及分离性能

研究对象为油品脱水用碟式离心机,通过CFD模拟研究了碟式离心机碟片上螺旋型筋条对碟片间两相三维流动的影响规律。结果表明,同一径向位置上,相邻两碟片间液流的周向速度在平行于转轴的面内呈抛物线分布,接触碟片表面处流体跟随碟片旋转,远离碟片处流体的周向速度大于碟片的周向速度;螺旋型筋条能够有效地减小这种滞后性,而且能够有效地减小碟片间流动的湍流强度;不同碟片间的分散相体积分数分布不一,顶层和底层中的高,中间层内的低;同一碟片间,中性进料孔和定距筋条附近有水相浓集现象。螺旋型筋条能够有效地提高分散相分布的均匀性和分离效率,研究发现,螺旋型筋条的碟片结构能使碟式离心机实现航空煤油的高精度分离。     

碟式离心机生产能力的计算

基于离心分离机理,考虑转鼓转速、碟片数和碟片间距等参数,从不同角度用3种方法推算出碟式离心机生产能力的不同计算公式。并通过实例对其进行了验证,得出3种方法的生产能力计算结果都与实际结果相近,最大误差不超过3%,为碟式离心机的设计、选型及评估提供参考。     

锥段长度对微型旋流分离器内流场影响的数值模拟

采用CFD软件FLUENT对3种不同锥段长度的微型旋流分离器中的液相流动规律进行数值模拟.模拟结果表明,随着旋流器锥体长度的增加,旋流器内切向速度降低,径向速度减小,轴向速度增大,压降减小,分流比增大.适当加长旋流器长度可获得较佳的分离性能,然而过分增加旋流器长度,分离性能反而会降低.     

堆积密度对下吸式生物质气化炉的影响分析

对下吸式生物质气化炉中不同堆积密度的物料进行气化分析,对可燃气体热值及成分作了检测,得出了堆积密度对可燃气体热值与成分影响.