低温储罐大流量排液过程数值模拟研究

大型低温储罐广泛应用于航空航天、能源、化工等领域的大规模低温液体储存。在大型低温储罐的大流量排液过程中,确保排液稳定且不夹带气体对于系统的安全运行至关重要。针对某3000 m^(3)液氮储罐2000 m^(3)/h的大流量排液工况,建立了该储罐及其排液管路的计算流体力学(CFD)模型,重点分析了大流量低温流体排液过程的气液界面、流场、涡量场和管道压力波动,讨论了影响临界液位高度的因素及防涡板在排液过程中发挥的作用。结果表明,在从静止液面开始的大流量排液过程中,当临界液位高度在0.15 m以下时,不会形成明显的漩涡;低温储罐初始液位高度对临界液位高度的影响较小,而防涡板在排液过程中阻碍了流体流动,会导致临界液位高度升高。研究可为大型低温储罐排液系统的稳定操作提供指导。

塔河油田套管损坏的预测软件研究

在深抽采油工艺中,液位下降和地应力的交互作用是引起套管损坏的主要因素。基于VB/Access开发了针对塔河油田六、七区套管损坏预测的一套应用软件。该软件将套管损坏与开采参数相联系,通过控制开采参数避免套损的发生。由于抽油机冲程、冲次等参数影响着液位高度,所以可计算套管开始损坏和井壁开始剥落的临界液位,由此临界液位来调节采油参数。通过比较套管损坏的理论位置与实际位置,由具体的油井结构验证套损的影响因素,再由已知油井数据对软件进行校正,最后结合实际情况,对不同工况下在役套管的工作状态进行预测和分析。

强自吸泵使用过程中存在的问题及解决措施

强自吸泵在使用过程中机械密封的频繁泄漏和出口流量不稳定的问题已严重影响机泵的正常稳定运行。利用双端面机械密封,合理选用机械密封的冷却介质带走摩擦副的发热量,延长了机械密封稳定运行时间。摸索强自吸泵入口处稳定运行的临界液位,优化入口管线管径,缩短了强自吸泵吸真空装置排气时间,使自吸泵启动后正常稳定运行。

低温储罐大流量回液冲击液面过程的数值模拟研究

针对某3000 m^(3)液氮储罐在2000 m^(3)/h的大流量回液与排液工况,建立了该储罐及其排液管路的计算流体力学(CFD)模型,着重分析了液氮回液冲击液面过程中的复杂气液界面演变与液体流动情况,并研究了防涡板和回液分流斗对液面波动的抑制作用。结果表明,大流量回液冲击液面过程易产生液面凹陷,若低于临界液位高度则导致排液中夹带气体。对临界液位高度影响因素的分析表明,设置防涡结构和削弱回液冲击是降低临界液位高度的主要优化方向。采用分流斗和防涡板结构可分别削弱回液冲击并抑制液面波动,最终可将临界液位高度降低到0.6 m以下。

一种新型井下三级高效气液分离器分离特性实验

为解决高气液比油井井下气液高效分离的技术难题,开发设计了一种适用于多流型流体的井下三级高效气液分离器,建立了一套用于多流型的气液两相实验评价系统,实验中分离器入口液相流量为5~300 m^(3)/d,入口含气率为5.0%~94.1%。实验研究结果表明,内筒体和外筒体之间的液位高度是保证分离器高效分离的关键指标。液位高度控制在合理临界液位下可实现在宽流程、高含气率、多流型,特别是振荡流型下气液混合物的高效分离,同时验证了该分离器具有较强的自适应能力,入口含气率在26.7%~94.1%范围内变化可实现高效的气液分离效率。该技术实现了井下小尺寸空间、高含气率、宽流程及多流型工况环境下气液高效分离,为海上油气田高含气井况电泵排液/举升的平稳运行提供有效解决方案。