井下油水膜分离器设计与仿真分析

发布时间：2021-06-10 23:40

　　随着石油开采进入中后期,油井含水率逐渐增加,井下油水分离系统的研究变得越发重要,油水分离器是井下油水分离系统的核心所在,对其进行设计研究对石油开采工程有着积极作用。文章结合水力旋流原理及超亲水油水分离膜材料,对常规液-液水力旋流器进行结构改造,提出基于膜分离的井下油水分离器方案,并完成了相关尺寸设计计算,同时建立相关模型进行仿真分析,通过与常规旋流器的内部速度场、压力场、油水分布规律进行对比以及相关样机实验与仿真结果的对比分析验证了该方案的可行性。 

【文章来源】：流体机械. 2020,48(09)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

错流过滤过程示意

根据标准的水力旋流器,按其相似准则和几何尺寸比例关系,进行计算和比例放大。即依照设计参数处理量Qi、压降ΔP等要求选择合适的旋流器,再利用相似准数关系和一定尺寸比例关系完成设计计算[5]。具体尺寸注释如图2所示。1.2.1 分离器单元主直径

如图3所示,油水混合相通过进液流道经过切向进液口高速射入圆柱筒,在圆柱筒中形成高速圆柱旋流场,由于油水两相存在密度差,油水两相产生离心沉降分层,水富集层分布在外层紧贴筒壁,油富集层分布在内层轴心。同时,由于直径变小,离心作用力增大,混合相进一步离心沉降分层。此时,外层水相直接接触筒壁的超亲水/疏油分离膜材料,由于分离网膜材料具有过水截油性能且不锈钢网锥筒支撑体上设置有密布孔a,水相可透过分离膜流入外筒,从出水口排出至注水流道。同时,内层油相富集形成油核经过溢流口排出至举升流道,底流口较低浓度的混合液同样经过底流管排出至举升流道,至此实现了比常规液-液旋流器更高精度的油水分离。1.4 入口最优速度区间确定


本文编号：3223341