气携式涡流絮凝反应器及其处理页岩气压裂返排液试验研究
发布时间：2023-01-29 19:08
随着水力压裂技术油气田开发中的广泛应用,产生大量压裂返排液。压裂返排液具有成分复杂、有机物种类多、悬浮物含量高等特点,体系稳定、处理难度大。常规压裂返排液处理技术存在工艺流程复杂,化学药剂添加种类多、用量大且易造成环境污染以及设备投资大等问题,是页岩气开发和环境保护亟待解决的问题之一,需要开发高效、低成本压裂返排液处理技术。絮凝技术是压裂返排液处理的必备环节,开发高效絮凝设备是发展絮凝技术的重要方向。论文针对页岩气压裂返排液絮凝处理,通过微气泡强化微絮体在微涡流场中絮凝作用,开发了一种新型的气携式涡流絮凝反应器。采用计算流体力学（CFD）数值模拟技术对反应器进行流场数值模拟与结构优化,利用粒子图像测速仪（PIV）对反应器内单相流场进行测试并验证模拟结果,采用实验室型气携式涡流絮凝反应器开展页岩气压裂返排液强化絮凝试验,对其絮凝性能进行评价。（1）气携式涡流絮凝反应器数值模拟与试验研究。利用三维建模软件SolidWorks初步构建气携式涡流絮凝反应器物理模型,选择Eulerian多相流模型、Standard k-ε湍流模型、Schiller-Naumann曳力系数模型和Tomiyama升...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景与课题来源
1.2 研究目的与意义
1.3 研究内容与技术路线
2 文献综述
2.1 压裂返排液的来源和特点
2.2 压裂返排液处理技术进展
2.3 本章小结
3 气携式涡流絮凝反应器数值模拟与试验研究
3.1 数值模拟方法与评价指标
3.2 气携式涡流絮凝反应器模型构建与网格划分
3.3 气携式涡流絮凝反应器数值模拟结果及分析
3.4 气携式涡流絮凝反应器处理页岩气压裂返排液试验研究
3.5 本章小结
4 气携式涡流絮凝反应器结构优化与数值模拟
4.1 改进型气携式涡流絮凝反应器模型构建及网格划分
4.2 数值模拟结果及分析
4.3 不同入口速度对流场分布特征及其对絮凝效果影响
4.4 不同高度处特征截面上涡流速度梯度和涡流尺度分析
4.5 本章小结
5 改进型气携式涡流絮凝反应器流场测试
5.1 实验装置与测试方法
5.2 流场测试结果及分析
5.3 本章小结
6 改进型气携式涡流絮凝反应器处理页岩气压裂返排液试验
6.1 试验系统构建
6.2 页岩气压裂返排液絮凝处理试验
6.3 絮体等效粒径与涡流尺度关系分析
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]棒束内湍流流动特性的PIV与CFD研究[J]. 王汉,王舜琦,陆道纲. 原子能科学技术. 2020(09)
[2]气浮-混凝沉淀工艺处理含重金属含油废水[J]. 张丹,张素娣,黄天龙. 甘肃冶金. 2018(06)
[3]微气泡絮凝加压气浮工艺去除星云湖蓝藻效果研究[J]. 蒋为,李杰. 环境科学导刊. 2018(04)
[4]采油废水用于低渗透油田注水处理技术探讨[J]. 董林. 石化技术. 2018(04)
[5]穿孔旋流絮凝池污泥斗高度对絮凝条件的影响[J]. 崔丽娜,王军. 中国给水排水. 2018(07)
[6]压裂液技术研究现状[J]. 崔碧啸,罗国清. 石化技术. 2018(01)
[7]页岩气压裂返排液再利用处理技术研究[J]. 石升委,杜佳佳,康定宇,陈新建,屈撑囤,鱼涛. 现代化工. 2018(03)
[8]进气方向对文丘里微气泡发生器气泡直径的影响[J]. 曹俊雅,马梦杰,李平平,李向阳,杨超. 黄金科学技术. 2017(05)
[9]页岩气压裂返排液水质分析及再利用方法研究[J]. 徐宽,马来功. 化工管理. 2017(09)
[10]压裂返排液处理技术研究与应用进展[J]. 严志虎,戴彩丽,赵明伟,冯海顺,李明. 油田化学. 2015(03)
博士论文
[1]基于Fluent流场分析与机器视觉絮体检测的微涡流絮凝工艺优化研究[D]. 戴红玲.南昌大学 2019
硕士论文
[1]基于FLUENT的涡流澄清池絮凝区流态分析与反应器组合配比研究[D]. 胡文杰.华东交通大学 2018
[2]生物化学法处理压裂返排液的研究[D]. 屈肖.西安石油大学 2017
[3]基于PIV的单弯管下游三维流场测量方法研究[D]. 张皎丹.天津大学 2014
[4]非常规压裂返排液无害化处理技术研究[D]. 郭威.西南石油大学 2014
[5]旋流气浮装置处理模拟采油废水的实验研究和流场模拟[D]. 罗绪博.天津大学 2014
[6]竖流气浮装置处理造纸废水的试验研究[D]. 赵艳霞.哈尔滨工业大学 2008
[7]除油型水力旋流分离器内部流场的数值计算[D]. 李振国.大连理工大学 2002
本文编号：3732795
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景与课题来源
1.2 研究目的与意义
1.3 研究内容与技术路线
2 文献综述
2.1 压裂返排液的来源和特点
2.2 压裂返排液处理技术进展
2.3 本章小结
3 气携式涡流絮凝反应器数值模拟与试验研究
3.1 数值模拟方法与评价指标
3.2 气携式涡流絮凝反应器模型构建与网格划分
3.3 气携式涡流絮凝反应器数值模拟结果及分析
3.4 气携式涡流絮凝反应器处理页岩气压裂返排液试验研究
3.5 本章小结
4 气携式涡流絮凝反应器结构优化与数值模拟
4.1 改进型气携式涡流絮凝反应器模型构建及网格划分
4.2 数值模拟结果及分析
4.3 不同入口速度对流场分布特征及其对絮凝效果影响
4.4 不同高度处特征截面上涡流速度梯度和涡流尺度分析
4.5 本章小结
5 改进型气携式涡流絮凝反应器流场测试
5.1 实验装置与测试方法
5.2 流场测试结果及分析
5.3 本章小结
6 改进型气携式涡流絮凝反应器处理页岩气压裂返排液试验
6.1 试验系统构建
6.2 页岩气压裂返排液絮凝处理试验
6.3 絮体等效粒径与涡流尺度关系分析
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]棒束内湍流流动特性的PIV与CFD研究[J]. 王汉,王舜琦,陆道纲. 原子能科学技术. 2020(09)
[2]气浮-混凝沉淀工艺处理含重金属含油废水[J]. 张丹,张素娣,黄天龙. 甘肃冶金. 2018(06)
[3]微气泡絮凝加压气浮工艺去除星云湖蓝藻效果研究[J]. 蒋为,李杰. 环境科学导刊. 2018(04)
[4]采油废水用于低渗透油田注水处理技术探讨[J]. 董林. 石化技术. 2018(04)
[5]穿孔旋流絮凝池污泥斗高度对絮凝条件的影响[J]. 崔丽娜,王军. 中国给水排水. 2018(07)
[6]压裂液技术研究现状[J]. 崔碧啸,罗国清. 石化技术. 2018(01)
[7]页岩气压裂返排液再利用处理技术研究[J]. 石升委,杜佳佳,康定宇,陈新建,屈撑囤,鱼涛. 现代化工. 2018(03)
[8]进气方向对文丘里微气泡发生器气泡直径的影响[J]. 曹俊雅,马梦杰,李平平,李向阳,杨超. 黄金科学技术. 2017(05)
[9]页岩气压裂返排液水质分析及再利用方法研究[J]. 徐宽,马来功. 化工管理. 2017(09)
[10]压裂返排液处理技术研究与应用进展[J]. 严志虎,戴彩丽,赵明伟,冯海顺,李明. 油田化学. 2015(03)
博士论文
[1]基于Fluent流场分析与机器视觉絮体检测的微涡流絮凝工艺优化研究[D]. 戴红玲.南昌大学 2019
硕士论文
[1]基于FLUENT的涡流澄清池絮凝区流态分析与反应器组合配比研究[D]. 胡文杰.华东交通大学 2018
[2]生物化学法处理压裂返排液的研究[D]. 屈肖.西安石油大学 2017
[3]基于PIV的单弯管下游三维流场测量方法研究[D]. 张皎丹.天津大学 2014
[4]非常规压裂返排液无害化处理技术研究[D]. 郭威.西南石油大学 2014
[5]旋流气浮装置处理模拟采油废水的实验研究和流场模拟[D]. 罗绪博.天津大学 2014
[6]竖流气浮装置处理造纸废水的试验研究[D]. 赵艳霞.哈尔滨工业大学 2008
[7]除油型水力旋流分离器内部流场的数值计算[D]. 李振国.大连理工大学 2002
本文编号：3732795
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