多相除砂器结构优化及分离特性的研究

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1、中图分类号：TE86单位代码：学号：◎寸阂石油六学硕±学位论文10425S07060758ChinaUniversityofPetroleumMasterDegreeThesis多相除砂器结构优化及分离特性研究StudyonStructureOptimizationandSeparationCharacteristoftheMultiphaseDesander学科专业：油气储运工程研究方向：多相管流及油气田集输技术作者姓名：辛培刚指导教师：何利民教授二。一。年五月StudyonStructureOptimizationandSep

2、arationCharacteristoftheMultiphaseDesanderAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XinPeigangSupervisor：Prof．HeLiminCollegeofPipelineandCivilEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)惴6叫0洲8胁7Ⅲ7Ⅲ7，¨引¨i■l_ⅢY关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论

3、文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，文中除已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日加年够月印El学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流

4、为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其它复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签指导教师签名：日期加年舻月少日日期：沙，9年p月p日摘要本文以多相流与相分离理论为指导，同时借鉴液固水力旋流器和旋风除尘器在理论和实际应用中的研究方法及研究成果，密切结合油气生产过程中油井产出液的物性特征，并针对当前多相除砂器切实存在的主要问题，以期在多相除砂器结构改进和分离性能方面做一些探索性工作，最终开发出一种新型实用且节能环保的

5、多相除砂器。气液固多相流实验模拟装置是多相除砂分离器试验研究的重要组成部分，该装置对数据的准确性和有效性起到至关重要的作用。结合现有装置的不足和缺陷，在文献调研的基础上，本文研制了新型气液固多相流实验模拟装置。该装置依照“先分相计量，后在线混合"的技术原则，利用可靠性好的压缩机、单相泵、单相计量仪表等常规仪器设备，以及创新设计的加砂和混合方式，不仅能更准确地计量气液固三相流量，而且还便于控制调节气液固各相介质流量。鉴于影响多相除砂分离器性能的重要结构参数在于柱体直径(D)，而其它结构参数相对影响较小这一特点，本文试验研究工作共分两

6、部分，一是选取某一初始结构形式在宽范围操作参数下进行试验以优化运行参数，二是在第一部分研究工作的基础上再对其它结构组合进行试验研究，以得到分离性能优良的结构形式。初始试验分为入口气液比一定、改变入口总流量和入口总流量一定、改变气液比量两部分。试验结果表明，气液比和入口总流量的改变对粒级效率、总分离效率、d50以及压降等性能指标影响较为明显，且以上两种参数与性能指标的相关性有规律可循。另外还发现多相除砂分离器在低流量下总分离效率较低，在高气液比下d50数值较大，由此得出多相除砂分离器应在高入口流量和低气液比的参数范围内运行。第二部分

7、实验研究工作内容主要是针对12种结构形式在优化后的参数范围内进行试验筛选，从而得出性能优良的结构组合。结构筛选试验表明，12种结构形式中结构5在粒级效率、总分离效率及d50等几项性能指标上表现最为理想，尤其是该结构对lOOgm以内的颗粒分离效率相对其它结构优势明显，而对粒径大于100“m的颗粒的分离效率也超过90％。关键词：多相除砂器；粒级效率；结构筛选；多相混合StudyonStructureOptimizationandSeparationCharacteristoftheMultiphaseDesanderXinPeigan

8、g(Storage&TransportationEngineeringofOilandGas)DirectedbyProfessorHeLiminAbstractInthispaper,multiphaseflowandphaseseparatio