采出液预分水用电场强化型三相分离器的设计与应用研究

发布时间：2021-01-27 10:45

　　随着国内外部分油田进入三次强化采油阶段,采出液的含水率不断增高且性质日趋复杂,三相分离器分离能力下降、电脱水器垮电场等问题日益突出。研制开发电场强化型三相分离器,提高对采出液的预分水能力,具有广阔的工程应用前景和重要的学术研究价值。论文首先针对胜利油田采出液样品进行组成成分分析,得到基础物性参数;使用Anton paar MCR302型电流变仪,对样品的粘温特性、流变特性和动力学稳定特性进行分析,并拟合相应的回归方程组;设计了绝缘电极静态实验装置,针对原油乳化液的电场破乳特性开展实验研究,结果表明在1.29kV/cm、2kHz最优电场强度及脉冲频率下,分离效率为73%。其次,采用煤油代替原油配制模拟乳化液,再次使用绝缘电极静态实验装置进行电场破乳实验,得出最优电场参数组合为5kV/3kHz、含水率应小于50%的结论。在此之后,借鉴电絮凝的相关原理,设计金属电极静态实验装置,进行电场破乳实验,实验结果表明,最优电场参数组合为65V/2kHz、含水率应大于50%。在此之后,基于雷诺数相等、电场强度相似准则,设计小型卧式分离器以及两种电极组件,搭建室内动态实验系统,首先安装小型绝缘电极组件,... 

【文章来源】：北京石油化工学院北京市

【文章页数】：161 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 常规三相分离器的主要工作原理及其内构件
        1.2.1 重力分离机理
        1.2.2 三相分离器主要内部构件
    1.3“重力场+电场”一体化技术研究进展
        1.3.1 低含水原油乳化液电场强化分离技术
        1.3.2 中低含水原油乳化液电场强化分离技术
        1.3.3 高含水原油乳化液电场强化分离技术
    1.4 本文主要工作内容
第二章 采出液理化特性与电场破乳实验研究
    2.1 实验材料
        2.1.1 采出液样品
        2.1.2 初步实验方案
    2.2 实验方法与仪器介绍
        2.2.1 安东帕MCR 302 流变仪
        2.2.2 Turbiscan LABExpert稳定性分析仪
        2.2.3 高频脉冲交流电源
        2.2.4 高速剪切分散机和电子天平
        2.2.5 全自动焦油水份测定仪
    2.3 采出液理化特性分析研究
        2.3.1 组份分析
        2.3.2 粘温特性分析
        2.3.3 流变特性分析
        2.3.4 动力学稳定特性分析
    2.4 采出液静电破乳实验研究
        2.4.1 电场破乳实验装置
        2.4.2 实验步骤
        2.4.3 实验结果及分析
    2.5 本章小节
第三章 电场强化型三相分离器室内模拟实验研究
    3.1 室内静态破乳实验
        3.1.1 模拟乳化液的配制
        3.1.2 绝缘电极静态实验装置及破乳实验
        3.1.3 金属电极静态实验装置及破乳实验
    3.2 室内动态实验方案设计
        3.2.1 两种小型电极组件的设计研究
        3.2.2 实验工艺流程分析
        3.2.3 动态实验装置配件选型
        3.2.4 相关仪器
    3.3 W/O 型模拟乳化液动态破乳实验研究
        3.3.1 正交实验
        3.3.2 输入电压单因素实验
        3.3.3 电场频率单因素实验
        3.3.4 流量单因素实验
    3.4 O/W 型模拟乳化液动态破乳实验研究
        3.4.1 正交实验
        3.4.2 输入电压单因素实验
        3.4.3 电场频率单因素实验
        3.4.4 流量单因素实验
        3.4.5 98%含水率破乳实验
    3.5 本章小节
第四章 电场强化型三相分离器中试装置现场实验研究
    4.1 中试装置的安装及测试
        4.1.1 结构简介
        4.1.2 性能测试
    4.2 实验工艺流程及现场布置
        4.2.1 现场实验工艺流程
        4.2.2 中试现场布置
    4.3 现场实验方案及实施
        4.3.1 实验方案
        4.3.2 样品测定
    4.4 现场中试实验结果及分析
        4.4.1 非加电实验阶段
        4.4.2 加电实验阶段
    4.5 本章小节
第五章 F4000电场强化型三相分离器的设计研究
    5.1 三相分离器的设计研究
        5.1.1 初步方案构思
        5.1.2 相关设计理论
        5.1.3 主要工艺尺寸计算
        5.1.4 内部构件选型
    5.2 绝缘电极组件的电场模拟
        5.2.1 不同结构形式的模拟分析对比
        5.2.2 不同结构参数的模拟分析对比
        5.2.3 不同电场参数的模拟分析对比
    5.3 绝缘电极组件设计
        5.3.1 绝缘电极单元设计
        5.3.2 绝缘电极模块设计
        5.3.3 安装及集线方式设计
    5.4 金属电极组件设计
        5.4.1 预设条件
        5.4.2 结构部件设计
        5.4.3 安装集线方式设计
    5.5 三相分离器内部构件的整体布局设计
        5.5.1 绝缘电极组件安装位置计算
        5.5.2 金属电极组件安放位置
        5.5.3 分离器总成设计
    5.6 本章小节
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附表
研究成果及发表的学术论文
致谢
作者及导师简介
专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书


【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈三相分离器使用中存在的问题及对策[J]. 钱洪鹏,马宁,马小明,季鹏,唐潇.  当代化工研究. 2018(10)
[2]油气田地面工程技术进展及发展方向[J]. 汤林.  天然气与石油. 2018(01)
[3]卧式重力三相分离器分离效果影响因素[J]. 孙立强,王迪,朱红波,高翔,魏耀东.  石油化工设备. 2017(02)
[4]高效小型化三相分离器分离性能实验研究[J]. 牛丽茜,严磊,王建军.  石油化工设备. 2017(02)
[5]三相分离与电场破乳脱水一体化（VIEC）技术及其性能研究[J]. 张龙,陈家庆,李玮健,庄贵涛,胡成勇,习进路,孟浩.  石油规划设计. 2017(02)
[6]油气水三相分离器的研究进展[J]. 郭树平,吴家祥,于勇,董磊.  石油机械. 2016(09)
[7]油水分离技术[J]. 吴应湘,许晶禹.  力学进展. 2015(00)
[8]新型高含水原油静电聚结脱水器在流花11-1油田的现场试验[J]. 郑晓鹏,王春升,张明,尚超.  中国海上油气. 2015(01)
[9]海上平台用静电聚结原油脱水设备试验研究[J]. 刘新福,王春升,尚超,孙婧,郑晓鹏,张明.  石油矿场机械. 2014(12)
[10]高频聚结装置[J]. 孙志英.  油气田地面工程. 2014(05)

博士论文
[1]三元复合驱采出液静电聚结特性研究[D]. 赵雪峰.中国石油大学(华东) 2013

硕士论文
[1]高频电聚结式油气水三相流分离器的仿真研究[D]. 陈世伟.中国石油大学(华东) 2015
[2]卧式油气水三相分离器的流场研究[D]. 王超.吉林大学 2011
[3]高效仰角式游离水脱除器的研究[D]. 刘玉花.天津大学 2009
[4]波纹板聚结器流动特性的数值模拟[D]. 张海涛.天津大学 2007



本文编号：3002917