油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究

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1、Ｉ７单位代皆；１００１学号：２０１２０２０１７＾化索石油化义營席硕±研究生学位论文题目油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究研究生专业领域机械工程校内导师车俊铁／陈家庆教授１暴校外导师王春升教授级高工、护、化ｉｎ、．．带．曰期。：２０１５年６月１９日北京石油化工学院专业学位硕±学位论文北京石油化工学院学位论文原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作

2、品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：耗您日期：ＬＩＳ关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京石油化工学院有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京石油化工学院。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可公布学位论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。□论文暂不公开注释：本学位论文属于暂不公开范围，在年解密后适用本授

3、权书。ｓｚｊ非暂不公开论文注释；本学位论文不属于暂不公开范围，适用本授权书。作者签名：．耗＿日期；校内导师签名：日親姊＼瑪Ｉ北京石油化工学院专业学位硕士学位论文学位论文数据集中图分类号TK730.2学科分类号460.99论文编号1001720152017密级公开学位授予单位代码10017学位授予单位名称北京石油化工学院作者姓名熊思学号201202017获学位专业名称机械工程获学位专业代码085201多相流高效分离技课题来源企业项目研究方向术与设备论文题目油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究关键词油井产出液；预脱水；水力旋流器；设计；特性研究

4、论文答辩日期2015.6.24*论文类型1学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长校内指导教师陈家庆教授北京石油化工学院教授级校外指导教师王春升中海油研究总院高工评阅人1王奎升教授北京化工大学中国石油大学(北评阅人2罗晓兰副教授京)安川首钢机器人有答辩委员会主席姜涛高工限公司答辩委员1朱加雷副教授北京石油化工学院答辩委员2周翠红副教授北京石油化工学院答辩委员3赵杰副教授北京石油化工学院答辩委员4李茂盛副教授北京石油化工学院答辩委员5初庆东讲师北京石油化工学院注：一.论文类型：1.产品研发2.工程设计3.应用研究4.工程/项目管理5.调研报告6.其他二.中图分类号在《中国图书

5、资料分类法》查询。三.学科分类号在中华人民共和国国家标准（GB/T13745-9）《学科分类与代码》中查询。四.论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。II北京石油化工学院专业学位硕士学位论文油井产出液预脱水用新型水力旋流器的设计与特性研究摘要随着油田进入开采的中后期，油井产出液中的含水率日益升高，给后续油气集输处理环节带来了较大压力，采用传统的容器式重力分离技术来实现产出液预脱水由于分离效率低、投资成本高等原因受到较大限制；此外，随着海洋油气资源的大力开发，受限于海上平台甲板空间和载重能力，传统处理方法和容器式重力分离设备难以满足设计施工要求，因此研究开发结构紧凑、性能高效的油井

6、产出液预脱水技术意义重大。本文在系统总结油水分离用静态水力旋流器研究及应用进展情况的基础上，以轴向入口水力旋流器作为研究对象，结合常规切向入口水力旋流器的设计方法，提出了轴向入口水力旋流器的结构设计思路，借助计算流体动力学(CFD)软件FLUENT验证了可行性，并通过数值正交试验研究了部分结构参数对分离性能的影响。基于建立的结构设计方法，设计了处理量为30m3/h的轴向入口水力旋流器工程样机，借助FLUENT软件、通过单因素数值试验探究了主要结构参数对分离性能的影响，筛选得到了最优结构参数组合，并基于该最优参数组合探究了不同操作参数对分离性能的影响。根据单因素数值试验结果，采用响应曲面

7、法(RSM)对影响分离性能的主要结构参数进行优化，得到工程样机的整体最优结构参数组合。为了评估轴向入口水力旋流器的分离特性，同时为工程样机的现场试验提供参考，设计研制了小处理量室内试验样机。首先比较了高含油油水混合液的不同配制方案，并最终确定贴近工程实际的方案；其次，研究了处理量、分流比和出水口背压对分离性能的影响，得到轴向入口水力旋流器运行时的最优处理量和分流比范围。结果表明，处理量在100%~120%设计处理量、分流比在10%~15%入口进