新型原油密闭容器除砂技术研究

随着油田开发的不断深入,采出液含砂逐年增加,造成管道和工艺设备磨损堵塞、降低设备处理能力、控制操作失灵、流程不密闭等一系列危害。对三种除砂原理进行分析比对,确定出涡旋离心与重力沉降相结合是主要分离原理。本研究设计了一套新型的密闭容器除砂技术装置。

密闭容器内旋流喷头除砂过程数值分析

为探究旋流喷头除砂过程容器内流场分布特性及流场对除砂能力的影响规律,采用RSM和DPM模型对密闭容器内部流场和颗粒运动轨迹进行了数值模拟。研究结果表明,压降从20 kPa增大到45 kPa时,容器内部旋流稳定性逐渐增强,容器中心颗粒质量分数不断增大,逃逸颗粒中大颗粒质量分数逐步增大;压降从45 kPa增大到100 kPa时,旋流稳定性减弱,逃逸颗粒中大颗粒质量分数小幅度下降,压降为45 kPa时旋流喷头能够以较低的能耗实现最佳的除砂效果。在旋流喷头中心管下端添加挡板可以有效减弱下游旋流切向速度,对旋流稳定性和轴向速度影响较小,有效提高了喷头对大颗粒的清除效率;挡板间隙h=15 mm时相比h=5 mm时整体旋流切向速度更小,对大颗粒的清除效果更高。喷头安装高度从100 mm下降到50 mm的过程中,喷头下方切向速度增大,喷头对大颗粒的清除能力减弱;安装高度为25 mm时喷头足够接近容器底部,中心轴向速度增大,喷头对大颗粒的清除能力激增。所得结论可为旋流喷头的操作参数、结构优化及安装位置确定提供数据参考。