气携式液液水力旋流器分离性能影响因素

针对一种新型气携式液液水力旋流器进行了内部分散相液滴的受力分析,其部分旋流体由微孔材料制成。介绍了气携式液液旋流分离的基本原理、样机结构、实验工艺流程及设备。研究了不同结构参数和操作参数对分离性能的影响。通过开展实验室研究,为油田现场试验提供依据。现场试验研究表明,对于1 000 mg/L左右的聚合物驱采出污水,试验样机的最佳处理量为4.20 m3/h,最佳分流比为30%,气液体积比为0.45;试验还表明20—40μm孔径的微孔材料为最优选择。研究显示该水力旋流器具有更高的分离效率,在石油化工、环保及其他工业领域都将具有广泛的应用前景。

气携式水力旋流器分离性能试验

利用空气压缩机、Nikuni气液混合泵对旋流器单体进行注气试验.通过注入的微气泡捕获微小油滴形成的油-气复合体,在离心力的作用下,气泡将携带油滴运移至核心处,完成气浮选和旋流分离的协同效应,从而实现油水高效分离.试验结果表明:采用注气方法可改善水力旋流器的分离效果,但空气压缩机单点注气破坏流场的稳定,旋流器分离效率的提高并不明显;空气压缩机入口注气、微孔管旋流腔注气与采用Nikuni气液混合泵注气3种条件下,水力旋流器的分离效率均可达到95%以上,是较为理想的注气形式.

微孔材料对气携式液-液水力旋流器性能的影响

在常规脱油型水力旋流器的基础上，通过结构设计制成气携式液．液水力旋流器，旨在提高其除油效率。介绍了气携式液-液旋流分离的基本原理、样机结构及实验工艺流程，该旋流器的部分旋流体由微孔材料制成。研究了微孔材料对水力旋流器分离性能的影响，如微孔直径、微孔材料安装位置等。试验研究显示，20～40μm孔径的微孔材料可获得最佳旋流分离效果，小锥段微孔注气的效果最佳。对微孔材料的SEM分析表明，试验1个多月后微孔未发生堵塞现象。

气携式水力旋流器处理含聚合物污水研究

设计出一种用于处理含油污水的新型气携式水力旋流器,采用该旋流器对油田聚驱采出污水进行了现场除油实验。实验研究表明:在原水油的质量浓度为1 000 mg/L左右、聚合物的质量浓度为400～500 mg/L的条件下,最佳分流比为30%、气液比为0.45,出水油的质量浓度在100 mg/L以下。与常规旋流器相比,气携式水力旋流器提高除油效率约10%,在油田聚驱采出污水处理中具有良好的推广应用前景。

喷射式油井套管气携液装置研究

简要阐述了射流泵的工作原理及分类,重点分析了喷射式气携液装置应用的工作原理,根据现场情况需要提出了喷射式气携液装置的结构设计思路,并通过试验分析其特性,展望了其应用前景。

机动管线排空过程中气携液流动特性研究进展

气顶排空是机动管线排空的主要方法之一,涉及复杂的气液两相流运动及清管技术。讨论了管道清管技术的发展情况,综述了近年来气液两相流的研究进展,对起伏管道内滞留液层的运动机理及气携液流动特性进行了分析,对目前存在的问题和下一步的研究方向提出了建议。

博乐盆地石炭系地层“涌水携气”现象与页岩气成藏模式探讨

为了搞清博乐盆地石炭系地层“涌水携气”现象与页岩气成藏模式,根据录井数据分析和现场岩芯观察,结合盆地构造演化特征、烃源岩地化特征、含气性特征、地层压力特征对该现象成因进行了分析,进而对博乐盆地页岩气气藏聚集模式进行了探讨,研究认为在博乐盆地页岩气具有裂缝型和原地型2种成藏模式,其中裂缝型成藏的页岩气主要来源于有机质含量较高的烃源岩生烃,通过开启性断层和裂隙的沟通运移而来,而自身TOC含量一般较低,气藏中以游离气为主,“涌水携气”现象是裂缝型气藏的具体表现。原地型成藏是在盆地中心附近由于烃源岩本身具有较好的生烃条件,生成的页岩气未发生明显运移在原地自生自储,TOC含量控制气藏分布与规模。综合分析2种模式来看,裂缝型气藏模式具有成本低、勘探难度较小,易于实施等优势,是博乐盆地页岩气下一步勘探寻找的方向。

气携式涡旋絮凝反应器数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent对气携式涡旋絮凝反应器(GVFR)内部流场进行了气-液两相流数值模拟,研究了GVFR内不同区域流场分布特征,分析了不同流场中絮凝作用,并用GVFR反应装置与搅拌絮凝装置分别对油田压裂返排液进行处理.结果表明:从旋流絮凝反应区到涡流絮凝反应区,流体形态依次为"旋流-涡流-塞流".在旋流絮凝反应区,气、液两相以切向运动为主,最大切向速度为225.6 mm/s,切向速度梯度使小絮体、颗粒间快速碰撞,形成体积较大、密实较低的絮体;在小涡流絮凝反应区内径向速度由0递增到49.1 mm/s,径向速度梯度强化了絮凝反应,使大而疏松絮体破碎,并在微泡作用下重新接触絮凝形成密实絮体;大涡流絮凝反应区内相对稳定的塞流使絮体进一步接触絮凝,并推动絮凝作整体运动.采用GVFR对油田压裂废液进行预处理,出水含油量和悬浮物的质量浓度均低于50 mg/L.

大斜度高液气比气井连续携液气流速预测方法

南堡油田天然气井液气比高,井型以定向井、大斜度井为主,现有携液液膜模型未充分考虑倾斜角的影响,导致临界携液气流速计算不精确。基于倾斜管环状流液膜厚度分布实验数据,提出了倾斜管底部液膜厚度与垂直管环状流液膜平均厚度之间的关系式,确定了垂直管液膜平均厚度以及界面摩擦因数的经验关系式,建立了大斜度高液气比气井临界携液气流速预测新模型。实验和生产数据表明,模型准确可靠,临界携液气流速平均误差-7.67%。该模型是对现有定向井携液理论的发展和完善,有助于提高气藏大斜度井的管柱设计水平、气井配产水平以及气井投产后的积液诊断能力。

顶空便携气相色谱测定水中苯系物

研究了分配常数、气液相比、温度和无机盐等对顶空分析灵敏度的影响.结果表明,这些参数对不同组分顶空灵敏度的影响有显著差异.气液相比对分配常数小的组分影响大,而温度和无机盐对分配常数大的组分影响大.提出了静态顶空/吸附热解吸/SENTEX便携气相色谱仪/微氩离子检测器测定水中4个苯系物的方法,平均相对标准偏差7.38%,平均相对误差3.46%,与标准方法比较,没有显著差异,而方法检出限低于标准方法1～2数量级.

预测水平井携液临界气流速的新模型

积液是气井生产过程中最常见的问题之一,气井积液会严重影响生产.携液临界气流速是预测积液的关键参数.目前工程常用的临界携液模型大多基于垂直井筒中液滴受力分析推导所得,水平井则采用角度修正方式进行计算,未考虑液量及油管内径对携液的影响.本研究研制一套水平井可视化模拟实验装置,利用高速摄像捕捉的液膜反转点作为积液起始,开展不同角度、油管内径和液体表观流速下的携液临界气流速敏感实验.基于实验所得数据,结合WALLIS液泛经验公式和角度修正关系,建立了一个便捷的携液临界气流速模型.利用已公开发表文献中积液井数据对模型准确度进行验证.结果表明,对COLEMAN发表的44口垂直井,模型准确率为95. 45%,对VEEKEN发表的67口水平井,准确率达80. 59%,说明该模型具有较高预测精度,可为气井积液预测提供理论支撑.

喷射式携气装置的研制与应用

简要阐述了液体射流泵的工作原理及分类,重点分析了喷射式携气装置应用的工作原理,根据现场情况需要提出了喷射式携气装置的结构设计思路,并通过试验分析其特性,展望了应用前景。

速度管柱携气性能数值模拟

针对在气井生产后期气压减少,产量降低,运用小管径连续管速度管柱提升产量是目前常用的恢复气井生产的有效方法。为探究连续管速度管柱携液机理,研究了管柱尺寸、变径管锥度以及流体中气体占比对产气性能的影响,依据现场工况,基于计算流体动力学理论对速度管柱内部流场进行数值模拟分析,得到以下结论:连续管组合壁厚差值越大,出口处流体速度越高,根据分析结果确定优选壁厚组合为2.77、3.68、3.96 mm;在连续管壁厚组合确定时,变径管锥度对流体速度也会产生影响,根据现场工况锥度范围取5组数据进行模拟,结果表明锥度越小,速度越快,且锥度为0.0002时,井口速度8.14 m/s最快;气井生产中,流体中气体含量越高,产量越大,根据常用气井气体含量进行分析,当气体占比为85%时,出口速度最快。研究结果可为气井生产后期,速度管柱作业提供一定的理论依据。

一种新型卫星携气瓶推力器喷气时长计算方法

卫星自主编队保持通常采用开环控制模式,需要星载计算机(AOCC)根据推进系统的工作状态实时计算喷气时长。由于AOCC计算能力有限,在携气瓶推力器仿真测试过程中采用的速度增量关机方式不适用于在轨喷气时长的计算。为减小AOCC运算量,提高控制精度,开展了携气瓶推力器的动力学建模仿真,进行了寿命期间的性能分析。针对该时变推力模型,设计了AOCC喷气时长计算方法。通过推力的状态传递和推力预测,构造了以喷气时长为变量的代数方程,并将该方法应用到一组多次喷气情况下的喷气时长计算。仿真结果显示:与以往基于单点测量的推力器喷气时长的计算方法相比,采用该方法计算的喷气时长更接近理论值,能够有效提高卫星自主编队保持的控制精度。

便携气相色谱仪用于降香及相关成药的快检研究

目的:建立用便携式气相色谱快速检测降香及相关成药的方法。方法:采用降香特征峰的保留指数对样品进行鉴别。采用DB-5毛细管柱(1m×0.25μm×0.35mm),声表面波检测器(SAW),检测器温度60℃,载气为氦气(99.999%),流速3.0mL·min^-1,阀温165℃,进样口温度200℃,预浓缩管温度250℃,柱初始温度40℃,以10℃·s^-1速率升温至200℃,进样时间10s。结果:降香主要特征峰能较好分离,分析时间在1min内。经验证,方法具有较强的专属性、耐用性,能准确鉴别降香及其相关成药。结论:便携式气相色谱仪操作简便、分析快速、灵敏,可用于降香及相关成药的现场快速筛查。

便携气相色谱现场快速测定固定污染源废气中的非甲烷总烃

利用便携式气相色谱技术,建立了固定污染源废气中非甲烷总烃(NMHC)的现场快速测定方法。方法检出限为总烃0.07 mg/m ^3,甲烷0.06 mg/m ^3,NMHC 0.07 mg/m^ 3。该方法操作简单,用时短,检测结果准确可靠,适用于固定污染源NMHC的现场快速测定。

基于便携GC-MS和HS/SPME-GC×GC-TOF MS分析化州橘红与广西橘红成分差异

为探究不同产地橘红挥发性成分之间的差异,本研究采用便携气相色谱-质谱(GC-MS)和顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱(GC×GC-TOF MS)技术分析化州橘红和广西橘红的挥发性成分。结果表明,便携GC-MS只能初步区分化州橘红和广西橘红,不能确定化州橘红的特征标志物;利用主成分分析法(PCA)和正交偏最小二乘法(OPLS-DA)对GC×GC-TOF MS实验数据进行处理,根据|p(corr)|>9和|p|>0.06结合VIP>1.1,共筛选出10种化州橘红标志物。该研究为化州橘红药材的质量评价与鉴定提供了依据,也为其他中药质量评价提供了方法参考。

单点注气液-液旋流器分离效率的实验研究

针对油田后期开发中遇到的污水处理难度大等实际问题,实验研究了气携式液液水力旋流器,由于气泡与油滴结合后形成油气复合体,从而有利于部分油滴向旋流器中心处运移,但气体对旋流器内的流场同时也会产生一定的影响。通过旋流器入口注气和锥段不同位置的单点注气实验,发现气携式液液水力旋流器的分离效率有较为明显的提高,同时,与常规的液液水力旋流器相比,对流场的稳定性要求更高,分流比和溢流口直径均较大,对操作参数的控制应更加严格。

两种工况下进气相对湿度对燃料电池性能影响的研究

为研究进气相对湿度对燃料电池在不同工况(工作温度为70℃,进气相对湿度为40%和100%)下的影响,提出了进气加湿效率(Inlet Humidification Efficiency,IHE)模型。该模型将燃料电池总的水含量分为两部分:外部进气加湿携带的水和内部电化学反应生成的水,由此推导出进气加湿效率公式。建立几何模型并划分计算网格,将进气加湿效率模型导入计算流体动力学软件(Fluent)中进行计算。建立燃料电池测试系统,对工作温度为70℃,进气相对湿度分别为40%和100%的工况进行了试验。对IHE模型、Fluent模型和试验值进行比较分析,结果表明:当电池工作温度为70℃,电流密度为350 m A/cm2,进气相对湿度为100%时,IHE模型精确度比Fluent模型提高了37.4%;当进气相对湿度为40%时,进气加湿效率为34%。