超稠油井井口手工取样工艺影响因素分析

发布时间：2017-08-05 00:17

  本文关键词：超稠油井井口手工取样工艺影响因素分析

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【摘要】：超稠油区别于普通轻质原油的最主要特征便是高粘度和高密度。如今大多数油田所应用的取样器阀门一般采用常规手轮式闸板阀,其主体部分采用短管与井口管线连接,部分暴露在室外,当冬季气温在零下二、三十度时,取样器的出油口会凝固堵塞,堵塞程度较轻时会影响取样工作的进行,若情况恶劣,将会导致阀门被破坏,资源浪费。并且为了保护短管和不影响流体正常流动,管线内部的取样短管通常处于靠近管壁的位置,由于管壁处流体速度要低于中心位置,流体在流动的过程中油水分布不均匀,样品很难保证含水率的准确性。而含水率这个参数是油田生产中一个关键的指标,是否能够精准的测量,对于原油生产中一系列步骤起着决定性的作用。目前国内外许多学者在研发新型超稠油取样器时大多通过增加保温层厚度或改善材料来进行防冻,通过改变短管在管道中的角度和深度来减小误差,不仅成本高而且效果有限。因此如何有效减小取样误差和科学防冻是超稠油取样器在设计研发过程中的重中之重。针对以上问题,结合现场实际情况改良出一种新型球形阀旋转取样器,通过球形阀的旋转将管道中一段区域内的流体完整取出,有效减小取样误差,并且取样过程不影响管道正常运行,还可充分利用管道中流体的温度,避免发生冻堵现象。为验证该种取样器的可行性,本文通过数值模拟对球形阀旋转过程中的压力进行了安全性分析;并且揭示了温度、含水率、流体流速和取样器转速对取样误差的影响,给出了适用于该取样器的最佳范围,对该新型取样器在实际生产中的应用及推广有一定的指导作用。
【关键词】：超稠油 取样器 取样误差 数值模拟
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE345
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 本文的研究目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文研究的主要内容13-14
• 第二章 稠油基本特征及取样技术14-27
• 2.1 稠油概念14
• 2.2 超稠油分类标准14-16
• 2.2.1 国外超稠油分类标准15-16
• 2.2.2 中国超稠油分类标准16
• 2.3 稠油基本性质16-21
• 2.3.1 稠油的一般组成特征16-17
• 2.3.2 稠油的化学组成特征17-19
• 2.3.3 稠油的物理性质19-21
• 2.4 油品常用取样装置21-26
• 2.4.1 从储存容器中取样21-24
• 2.4.2 从管线中取样24-26
• 2.5 超稠油取样器的常见问题26-27
• 第三章 超稠油流体特性研究27-32
• 3.1 超稠油粘温关系实验27-29
• 3.1.1 实验装置27-28
• 3.1.2 实验过程28
• 3.1.3 实验结果28-29
• 3.2 超稠油界面张力研究29-32
• 3.2.1 温度、压力对界面张力的影响29-31
• 3.2.2 表(界)面张力的公式31-32
• 第四章 超稠油取样器设计方案32-37
• 4.1 取样器三维结构和工作原理32-33
• 4.2 取样器技术特点33-34
• 4.3 取样器计算模型34-36
• 4.3.1 手工取样模拟条件假定34
• 4.3.2 二维计算模型示意图34-35
• 4.3.3 三维计算模型示意图35-36
• 4.4 ICEM软件划分网格36-37
• 4.4.1 二维网格划分36
• 4.4.2 三维网格划分36-37
• 第五章 数值计算及结果分析37-67
• 5.1 多相流模型的选取37-39
• 5.1.1 多相流模型38
• 5.1.2 VOF模型的选取及计算原理38-39
• 5.2 湍流模型的选取39-41
• 5.2.1 湍流模型39
• 5.2.2 k-? 模型的选取及计算原理39-41
• 5.3 基本设置41
• 5.4 管道内油品的不同含水率对取样误差的影响41-46
• 5.4.1 参数设置41-42
• 5.4.2 油水分布图42-44
• 5.4.3 速度及湍动能分布44-45
• 5.4.4 误差率分析45-46
• 5.5 入口流速对取样误差的影响46-53
• 5.5.1 参数设置46
• 5.5.2 油水分布图46-49
• 5.5.3 速度及湍动能分布49-52
• 5.5.4 误差率分析52-53
• 5.6 不同温度对取样误差的影响53-59
• 5.6.1 参数设置53
• 5.6.2 油水分布图53-56
• 5.6.3 速度及湍动能分布56-58
• 5.6.4 取样误差分析58-59
• 5.7 取样器转速对取样误差的影响59-64
• 5.7.1 参数设置59
• 5.7.2 油水分布图及速度图59-62
• 5.7.3 速度及湍动能分布62-64
• 5.7.4 取样误差分析64
• 5.8 三维模型压力分析64-67
• 结论67-68
• 参考文献68-71
• 作者简介、发表文章及研究成果目录71-72
• 致谢72-73

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本文编号：622395