抽油泵气液分离器结构优化及分离性能研究

发布时间：2017-08-11 06:54

  本文关键词：抽油泵气液分离器结构优化及分离性能研究

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【摘要】：在大庆外围部分区块,由于采用注二氧化碳驱油的方法采油,使得油井的气液比较高,高含量的气液比对油田的生产影响日益明显,气体逐渐成为影响抽油泵泵效的主要原因。经过多年的实验研究,有效的措施是在泵的入口处安装气液分离器,采用井下气液分离器使流体在进泵前将气体分离出来,减少进泵流体中的气体含量。目前气液分离器虽已广泛应用于油田当中,但当油井含气量较大时,气液分离效果并不理想。因此,深入开展井下气液分离器分气效率的研究,为提高抽油井泵效,优化气液分离器的结构等方面具有重要意义。本文在气液两相流理论的基础上,对井下气液分离器的分气效率进行探索性研究。根据气液分离器计算理论公式,建立气液两相三维流动模型,运用计算流体动力学软件FLUENT,采用Eulerian模型,对气液分离器的分气效果进行数值模拟,对其结构尺寸进行优化。在改变重力式气液分离器外管内径、内管外径、分离式长度等参数的情况下,进行多组模拟,进行结果分析,分析表明:外管内径越大,中心管外径越小,分离室长度相对较小时,气液分离装置的分离效果越好;在对双极气液分离器的上级分离器内外管连接口尺寸改进为10mm后,可以达到很好的分离效果。并与大庆油田采油工程研究院合作,在东北石油大学工程训练中心内设计和组建了一套可以模拟井下气液分离的实验装置,通过室内实验的方法,对气液分离器的使用条件、分离效果进行了研究,研究显示:单极气液分离器在抽油泵冲次为1-5、气液比达2000m3/t时,可以使泵效保持在90%以上,冲次为7和9,气液比为1000m3/t时,泵效在70%以上。本文的研究成果可为实际生产中分析气液分离器分离效率,优化气液分离器结构尺寸提供理论依据,为提高泵效提供理论基础。
【关键词】：气液分离器 泵效 气液两相 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】：TE937
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 气液分离器分气原理概述11-13
• 1.4 本论文研究内容13-14
• 第二章 气液分离器理论分析14-21
• 2.1 气液两相流流型及特点14-15
• 2.1.1 垂直管气液两相流流型14-15
• 2.1.2 气液两相流的特点15
• 2.2 气液分离器的分离效率计算15-18
• 2.3 重力式气液分离器的设计计算18-20
• 2.3.1 气液分离器内外径计算18-19
• 2.3.2 气液分离器分离室长度计算19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 气液分离器模拟分析21-45
• 3.1 Fluent简介及流型选择21-23
• 3.1.1 Fluent简介及特点21-22
• 3.1.2 多相流模型22-23
• 3.2 气液分离器数值模拟方法23-26
• 3.2.1 边界条件的确立23-24
• 3.2.2 数值模拟方法24-26
• 3.3 外管内径对分离效率的影响26-29
• 3.4 中心管外径对分离效率的影响29-31
• 3.5 进液孔尺寸对分离效率的影响31-32
• 3.6 分离室长度对分离效率的影响32-34
• 3.7 气液分离装置不同级数对分离效率的影响34-44
• 3.7.1 单级气液分离装置与双级气液分离装置分离效率比较34-39
• 3.7.2 改进后的双级气液分离装置分离效率39-44
• 3.8 小结44-45
• 第四章 气液分离器试验研究45-57
• 4.1 气液分离装置分离效率试验方法及设备45-50
• 4.1.1 功能46-47
• 4.1.2 试验系统组成47-50
• 4.2 气液分离器对比试验研究50-55
• 4.2.1 气液分离装置Ⅰ实验研究50-53
• 4.2.2 气液分离装置Ⅱ实验研究53-55
• 4.3 小结55-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62

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本文编号：654695