聚结构件形式对管式油水分离器油出口含油率的影响

为了对比不同结构形式聚结构件对管式油水分离器油出口含油率的影响规律,为工程设计选型提供技术支持,通过CFD方法分析了正V形斜板、倒V形斜板、传统斜板和蛇形背向折板4种不同聚结构件作用下的浓度场和油出口含油率,并探究了正V形聚结构件在单一条件下的最适宜结构参数。结果表明,在所研究的流速(0.05~0.35 m·s^(-1))内,4种聚结构件中正V形构件具有最好的油出口含油率,蛇形背向折板与倒V形斜板位列第2、3位,传统斜板最低;随着进口流速的增大,4种聚结构件油出口含油率均相应降低,其中传统斜板下降速度最快,正V形斜板与蛇形背向折板下降最慢,相差不大,而倒V形斜板下降速度居中;利用控制变量法确定了正V形构件与壁面间距C=10 mm、水平夹角θ=60°时油出口含油率最高。

基于正交试验的仰角式油水分离器结构参数优化

针对仰角式油水分离器结构进行了初步设计。为了提高分离器油水分离效率,引入正交试验法对其结构参数进行改变和重新配置,设计了8因素5水平的正交方案,得到50种不同的结构组合模型。采用Fluent 12.0软件对50组模型进行数值模拟,选取其中的25组进行直观分析,得到最优方案A;通过数值计算数据的极差分析以及结构参数对油水分离效率的影响分析,选取各因素平均油水分离效率最高的水平组合,得出最优方案B;将A、B两方案进行比较分析,最终确定仰角式油水分离器的最优结构参数组合为B方案。采用相同的数值模拟方法,得出优化后的分离效率比优化前提高4.972%,表明正交试验法在该型分离器结构参数的优化方面具有一定的工程实践意义。

仰角式油水分离器流场的数值模拟

仰角式油水分离器是一种新型、高效的重力式油水分离设备,为了深入了解其分离机理和内部流场分布,利用Fluent 12.0数值模拟计算软件,基于多相流欧拉分析方法,结合Realizable k–ε双方程湍流模型对油水两相在分离器内的分离过程进行了数值模拟。结果表明:所选用的数值模拟方法能够较为真实地反映分离器的分离特性和内部流场分布,与传统卧式分离器相比较,仰角式油水分离器内堰板处的"死油区"和"死水区"明显减小,油水分离效率更高,当仰角为12时,油水分离效率达到了最高值90.48%,提高了29.26%;仰角式分离器的结构简单,但内部流场分布较为复杂,入口分液管处的速度分布不均匀,存在不同程度的旋流,易造成油水两相在分界面处的掺混;分液管处的结构有待于进一步地改进。

煤制氢变换系统煤气水分离器丝网除沫器运行问题及解决

某煤制氢变换系统自2019年3月投料开车以来,多次出现煤气水分离器罐内异响、出口煤气带水、内部零部件脱落现象,拆检发现其丝网除沫器存在丝网腐蚀、除沫器骨架脱落等问题。结合丝网除沫器工作原理,分析与探讨煤气水分离器异响产生的原因,通过调研与交流,了解到有一种离心管束式高效除沫器使用效果良好。2022年7月利用系统停车检修机会,拆除煤气水分离器内丝网除沫器,更换为离心管束式高效除沫器,实践表明,离心管束式高效除沫器在运行可靠性、分离处理能力、压降等方面均基本上达到预期要求,消除了安全隐患,保证了系统的长周期、安全、稳定、优质运行。

旋液式油水分离器性能研究

分析了水力旋液器用于分离油水混合物的分离效率和压力降，建立了旋液式油水分离器的实验装置，并对理论分析和实验结果进行了比较，为旋液式油水分离器的开发和利用奠定了基础。

高效仰角式游离水脱除器分离技术研究

所谓的仰角式游离类型的脱除器而言,其本身便是一种高效、新型的油水分离装置,其提出主要是针对水含量过高的采出液。本文即对仰角式脱除器优点,模型的建立以及计算分析分离器的现状作详细分析。

重力分离式井下油水分离器方案设计

选择设计的重力分离式井下油水分离器的关键部件是插入式泵和单向阀。上冲程时，插入式泵、连杆和活塞在抽油杆带动下一起向上运动，上吸入口关闭，井下低含水原油被举升到地面；下冲时，插入杆泵、连杆及活塞向下运动，下吸入口关闭，下吸入腔压力升高，腔内水被注入地层。由于重力分离式井下油水分离器与常规有杆泵采油系统相比具有节约能源、节约投资、有利于环境保护和延长油井寿命等特点；与旋流式井下油水分离器相比又具有结构简单，制造成本低等特点，这种井下油水分离器的研究和攻关成果对中、高含水开发期的油田，有着广阔的应用前景。

稳流构件对重力式油水分离器内流场影响的数值研究

应用Fluent软件中可实现k-ε模型及多相流混合模型,对重力式油水分离器内部的三维流场进行数值模拟,得到含3种整流构件的分离器内部流场流动规律,比较了含不同构件分离器的流动与分离特性。模拟结果表明,该方法可以较好地模拟出油、水两相在分离器内部的流动情况。结果显示,田字板式整流构件对流型的整流作用较显著,有效抑制了分离空间内的返混流动。改进后的上部不开孔田字板式整流构件的流动特性和分离特性均优于改进前结构。模拟结果说明,通过数值模拟方法得到的数据可为稳流构件的优化提供参考。

油水界面对仰角式游离水脱除器分离效果的影响

仰角式游离水脱除器是一种以浮力分离方法为主的新型高效脱水装置,主要适用于含水90%以上的油井采出液。油水界面仪安装在仰角式游离水脱除器试验样机的上部,仪器的探杆为连续检测元件,在全浸没的状态下,可测得油水界面位置。在较大的处理量下,油水界面的较小变化会引起脱后油中含水率的较大变化。主要原因是当处理量较大时,油相脱水效果对沉降时间的变化较为敏感,当油水界面变化时,引起油相沉降时间变化,使脱后油中含水率发生明显变化。

高效油气水砂分离器油水分路运行的探讨

高效油气水砂分离器是新一代油气水砂分离设备,适用于处理不同含水率的轻质、中质及重质油气水混合物。设备采用来液预处理、板槽式布液、机械聚结和整流、油水液位及油水界面自控等技术为油水分离和气液分离提供了良好的流场环境及分离环境。重点介绍了高效油气水砂分离器在操作过程中遇到的问题及所采取的技术对策。

嵌入式油水分离器控制模块的软硬件设计

鉴于在当前轮机模拟器中油水分离器控制模块缺少含油质量分数的仿真、报警记录和参数的存储以及人机交互界面的设计等功能,通过分析RWO油水分离器的工作原理和运行逻辑,提出一种新型嵌入式油水分离器仿真模块。根据模块的功能需求,选取STM32F103xx为主芯片,W5100为网络芯片,通过Altium Designer设计16DI8DO4AI印制电路板(printed circuit board,PCB)。进行嵌入式操作系统μC/OS-II的裁剪和移植,根据所使用的模块对板载外设库进行初始化,基于运行逻辑进行多任务程序设计。试验表明,嵌入式油水分离器控制模块能够实现含油质量分数的采集,适时触发含油量超限报警并同步更新报警信息和阀位,用TFT液晶屏能够实现对参数值和运行状态的实时显示。该模块具有很高的应用价值和良好的可扩展性。

模型重力式油水分离器内部结构数值模拟

针对油水分离器油水分离效果难度加大的现状,基于CFD软件对安装整流构件及聚结构件的分离器模型的流体流动进行了数值模拟,通过对比分离器的速度矢量和流场,分析不同内部构件对流动特性的影响。模拟分析结果表明,圆筒形整流构件达不到理想的整流效果,"田"字形整流构件安装在入口构件后0.5 D处可以起到较好的整流效果;综合对比各种聚结构件,平行板聚结构件可以产生最好的油水分离效果。

高效油水分离器和过滤器处理油田污水的现场实验研究

为了开发高效、低耗的含油污水处理工艺技术和设备，在吉林油田新立采油厂，对石油大学（北京）研制开发的高效油水分离器和高效过滤器处理油田污水的技术性能进行了现场测试研究。油水分离器采用斜通道波纹板作内构件，过滤器用炉渣做滤料。现场实验表明：高效油水分离器和高效过滤器串联处理油田污水，不论污水含油量高低，其过滤器出口水中含油量不高于１０ｍｇ／Ｌ者达９４％：过滤器出口水中悬浮物不高于１０ｍｇ／Ｌ者占８６％。结果说明该套装置在油和悬浮物的脱除及操作方面性能优异。有推广应用前景。

研磨式原油油水分离器的研制与应用

鉴于目前常用的离心式脱水器自身无法加热 ,原油脱水效果不理想 ,需要另外配套加热设备的状况 ,川井勘探开发处研制了一种研磨式原油油水分离器。这种油水分离器在工作中可以产生较多的热量 ,使混合液在研磨的同时也提高了自身的温度 ,促进了油水的分离速度和分离程度。应用情况表明 ,这种分离器在运行 2h之后 ,混合液的温度可达到 4 0℃左右 ,并可保持在4 0～ 4 5℃ ,油水分离充分 ,正常脱水率达 90 % ,处理量平均为 2 1m3/d ,效果良好。

海上井下轴入式旋流油水分离器入口结构优化及应用

轴入式旋流油水分离器经过现场检验是一种性能稳定可靠的井下分离器,为了进一步提高其分离性能,利用室内实验对其入口结构进行了优化研究。研究结果表明,在同样的工况下,叶片角度小更有利于形成较大的切向速度,更有利于油水旋流分离,分离效率更高;当变化入口流速,叶片安装角度的影响呈现相同的规律;室内实验对比还发现,安装导流叶片的中心棒末端椭球体长细比的增大有利于形成更细的油核,研究结果为入口结构的优化奠定了基础,为其在井下油水分离中的应用提供了指导。

重力式油气水三相分离器内部流动研究

针对我国目前大部分的分离器处于结构仿制或经验改造的状况，存在设备体积大，分离效率不高等问题，利用ＰＷ技术对分离器内填料安放区不放填料、从底部到顶部放满填料和填料区底部掏空（其余部分放满填料）３种结构，沿流动方向分四个区域进行分离器内部流场测试。从测试结果表明，３种结构的分离器不同程度地存在流动死区、旋涡区和流动“短路”等现象，从而缩短了待处理液在分离器内的停留时间，减小了有效分离空间，阻碍了重力沉降分离，降低了分离效率。建议采用从底部进液、均匀化流速等改进措施。

含不同构件的重力式分离器内流场数值模拟

应用Fluent软件的标准κ-ε模型和多相混合模型,对重力式分离器的油水分离内流场进行了三维数值模拟,得到含有2种不同入口构件、4种不同整流构件和6种不同聚结构件的分离器内部速度矢量和流场,分析并比较了不同构件的分离特性。模拟结果表明,该方法可较好地模拟油水两相在分离器内部的流场和浓度分布;耙形入口构件、圆筒整流构件、田字板整流构件、蛇形板相向聚结构件以及斜板交错搭接聚结构件具有较好的油水分离特性。

重力式卧式分离器分离效率影响因素分析

重力式卧式分离器的设计原理是油和水之间存在着相对密度差,当系统处于平衡状态时,油水混合物在一定的温度压力下就会形成一定比例的油相和水相。当相对密度小的组分处于层流状态时,密度大的组分会根据斯托克斯公式运动规律发生沉降。由斯托克斯公式可知,沉降速度与油和水的相对密度差成正比,与水的粘度成反比。通过增加水的密度,使油和水的相对密度差变大,同时使油液的粘度减小能够提升沉降的速度,进而提升分离效率。为验证这一理论,利用CFD软件按照不同边界参数模拟了油水分离的内部流场的浓度分布,分别研究了油水的相对密度差、水的粘度和入口流速对重力式油水分离器分离效率的影响。

游梁抽油机井井下油水分离器设计及仿真分析

针对游梁式抽油机井间隙供液的特点,设计了适用于139.7 mm(5 1/2英寸)套管的井下油水分离器,与游梁式抽油机配套使用,在井下完成油水分离、原油举升和采出水回注工艺。根据游梁抽油机的机构运动规律,推导得出了井下水力旋流器的入口流量波动曲线。将该曲线转换为流体仿真模型的瞬态入口边界条件,数值模拟得出了井下旋流器的三维瞬态流场分布,得到了底流含油浓度波动规律。

高效四相分离器的研制与应用

针对孤东区块油田的特点 ,研制开发了适于高粘、起泡、含砂原油的气油水砂高效四相分离器 ,采用新型气液预分离筒、水洗、波纹板聚结填料、油水界面控制和射流除砂等工艺技术 ,成功地实现了孤东区块高粘、起泡原油先分水、分气、后加热处理的工艺。现场应用表明 ,该分离器性能可靠、操作维护简单、节能降耗效果显著。它的应用提高了孤东油田整体开发技术水平。