稠油-水两相水平管流压降规律的实验研究

设计和建造了内径为 25.7mm,长 52m的水平不锈钢多相流实验环道,尝试性地利用稠油(50℃时,粘度为1314.89mPa.s, 密度为958.05kg/m3)与水进行了油-水两相流流型和压降实验。混合流速范围为 0.2m/s^1.2m/s,入口含水率范围为0.25~0.7,实验温度分别为50℃、60℃和70℃,并加入破乳剂重复了以上的实验。本文着重分析了含水率、混合流速、温度、破乳剂等因素对两相管流压降的影响规律。实验表明:流型是影响压降规律的主要因素;在不同流型下,同一因素对压降规律的影响程度也有所不同。研究结论对油田现场的油-水混输管线的设计与安全运行具有较好的指导意义。

气液旋流分离器排气管结构试验

通过对气液旋流分离器分离性能的试验研究发现,排气管的结构尺寸对旋流器分离的临界速度及分离效率有显著影响。相对于传统的直管型排气结构,采用扩散锥形的排气管结构可以有效地削弱旋流分离器内短路流的影响,增大排气心管内液膜的形成速度,从而在保证压力降基本不变的前提下提高分离效率。旋流器分离的临界速度受物料含液浓度的影响不大,主要受排气管结构尺寸的影响。

气液旋流器的分离性能

旋流器内气液两相的分离过程是液滴离心沉降和碰撞聚结、破碎的复合过程。对液滴的聚结、破碎机制进行分析,试验验证液相物性、流场强度对液滴聚结、破碎以及旋流器分离性能的影响。结果表明:液相黏度对涡流场中液滴的破碎影响很大,黏度增大分离效率上升;湍流强度是导致旋流场液滴破碎的主动力,当流量达到一定值时,高湍流强度导致液滴破碎,分离效率随流量上升开始急剧下降;液滴聚结、破碎过程对分离器压力降影响不大。

用改进的PR模型预测原油包水型乳状液表观粘度

目前绝大多数的油包水型乳状液粘度预测模型都把乳状液视为牛顿流体,而原油包水型乳状液特别是稠油包水型乳状液在中、高含水率时却经常表现出很强的非牛顿性。根据油包水乳状液表现出非牛顿性的机理,考虑了乳状液的非牛顿性与含水率的关系,提出了改进的PR模型,用于预测油包水型乳状液的表观粘度。此方法只需知道纯油的粘温关系、一组高含水率下的剪切率与表观粘度的关系及一个低含水率下的表观粘度值,即可预测各种温度、含水率和剪切率下油包水型乳状液的表观粘度(相对粘度)。对比结果表明,改进的PR模型的预测结果更符合实测结果。