高处理流量井筒内旋流分离器分离性能的数值模拟分析

随着井下油水分离技术在海上油井的应用,井下水力旋流器的设计选型成为关键。海上油井产液量大,需要匹配适合于高处理流量的水力旋流器,但关于高处理流量旋流器的设计的理论模型尚不完善,且缺乏相关的经验模型,本文将介绍高处理流量水力旋流器的数值模拟方法,包括网格划分方案、计算模型选取、迭代收敛准则、后处理方法等。并且介绍了数值模拟在井下多级旋流器配置方案设计、结构参数优化、分流比分配等方面的应用。研究结论表明,数值模拟结果可以为高处理流量旋流器设计提供有效依据,为井下油水分离技术在海上油井的应用打下基础。

海上油井用井下高处理流量旋流分离器的仿真分析

根据对海上油井用井下高处理流量(500m3/d)旋流器进行仿真分析,介绍了油水分离用旋流器的CFD数值模拟及结果分析方法。针对海上油井高产液量的特点,从能耗和效率两方面评价了高处理流量旋流器的分离性能。利用仿真结果,分析旋流器流场速度、压力、油滴切应力、湍动能等随流量的变化规律,通过分析可知,当流量增加时,切向速度及径向压力梯度增大,在一定程度上使得分离效率增加;涡流场中油滴时均切应力随流量变化较小,但由湍流引起的瞬时切应力受流量影响较大,这是加剧油滴破碎的主要原因;流量相同时,多级小名义直径旋流器并联的分离性能要优于单级旋流器,但单级旋流器结构紧凑,便于布置流道,更适合井下应用。