小型分离器技术研究及运动仿真

发布时间：2017-10-14 22:23

  本文关键词：小型分离器技术研究及运动仿真

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【摘要】：随着原油不断的开发利用,油田采出液中的含水率逐年增加且越来越严重。大多数油田已经到了高含水期,有些油田采出液中的含水率甚至达到了九成以上。如何提高原油分离效率、减少废水污染,已经成为采油业亟需解决的问题。本文运用聚结油水分离技术与重力分离技术,设计了一种小型原油油气水三相分离器,实现了油田采出液中油与气体和水的分离,同时可对原油中的含水率及含油量进行检测,该设备结构简单紧凑,分离速度快。本文包括分离器方案的确定、总体结构设计、试验平台的搭建以及不同波纹板对原油混合液分离效果的模拟仿真。在分析其现有原油分离技术机理的基础上,确定了设计小型原油分离器的方案：通过轴带动波纹板在原油混合液中上下移动与旋转运动来实现油气水的分离；对小型原油分离器系统进行了总体设计,重点是分离器的结构设计,包括分离容器的机械结构的设计、波纹板组的设计、传动装置的选型计算和升降机构设计,对原油分离中涉及的磨损、腐蚀等问题采取了防范措施；搭建试验平台,并使用不同材料、不同数目、不同波纹度、不同放置角度的波纹板对油水混合液进行分离,通过对分离结果的检测与分析验证了设计的分离器是可行的；本文还利用Fluent仿真软件对不同数目的波纹板在多相混合流场中的作用效果进行仿真分析,为小型原油分离器的优化提供参考。
【关键词】：小型分离器 运动仿真 聚结分离 重力分离 油田采出液 三相分离
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE937
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 背景及研究意义9-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 分离方法研究11
• 1.4 研究内容及结构安排11-13
• 2 小型三相分离器的设计13-32
• 2.1 分离形式与分离方法13-15
• 2.1.1 分离形式13-14
• 2.1.2 分离方法14-15
• 2.2 三相分离中涉及的基本原理15-16
• 2.2.1 聚结分离原理15
• 2.2.2 碰撞聚结原理15
• 2.2.3 分离器原理15-16
• 2.2.4 破乳原理16
• 2.3 初步确定设计方案16-19
• 2.4 分离器主要结构的设计19-29
• 2.4.1 分离器20-22
• 2.4.2 动力装置22-28
• 2.4.3 其他结构及构件28-29
• 2.4.4 保温和防腐29
• 2.4.5 磨损与密封29
• 2.5 检测部分的设计29-31
• 2.5.1 温度传感器29-30
• 2.5.2 压力变送器30
• 2.5.3 液位传感器30
• 2.5.4 压力流量控制30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 试验平台的搭建及试验过程32-39
• 3.1 试验系统及主要设备32-36
• 3.1.1 油水混合装置33
• 3.1.2 聚结分离装置33-35
• 3.1.3 油水循环系统35
• 3.1.4 压力流速控制系统35-36
• 3.1.5 温度检测36
• 3.2 试验过程36-37
• 3.2.1 试验方法36
• 3.2.2 试验条件36
• 3.2.3 取样方法36
• 3.2.4 含油量的测量36-37
• 3.3 试验结果分析37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 波纹板组的数值模拟及结构分析39-54
• 4.1 模型的建立与网格划分39-41
• 4.1.1 简化模型的建立39
• 4.1.2 网格的划分39-41
• 4.1.3 创建多重坐标系模型41
• 4.2 求解器41
• 4.3 多相流模型41-42
• 4.3.1 多相流方法41-42
• 4.3.2 VOF多相流模型理论42
• 4.3.3 稳态和瞬态计算42
• 4.4 流场数值计算算法42-45
• 4.4.1 SIMPLE算法42-43
• 4.4.2 SIMPLEC算法43
• 4.4.3 PISO算法43-45
• 4.5 Fluent仿真过程45-53
• 4.5.1 操作参数的确定45
• 4.5.2 通用设置45
• 4.5.3 模型设置45-46
• 4.5.4 材料属性设置46
• 4.5.5 计算域材料选择46-47
• 4.5.6 交界面的设置47
• 4.5.7 流体相的设置47-48
• 4.5.8 边界条件设置48-49
• 4.5.9 求解算法的设置49
• 4.5.10 监视参数的设置49-50
• 4.5.11 计算初始化设置50
• 4.5.12 迭代50-51
• 4.5.13 结果分析51-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 结论与展望54-55
• 5.1 结论54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-60

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1 张健;小型分离器技术研究及运动仿真[D];西安工业大学;2016年

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本文编号：1033505