钻井液循环气液分离器作用效能研究

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1、第41卷第9期化学工程Vo1．41No．92013年9月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Sep．2013钻井液循环气液分离器作用效能研究张洁，孟祥交，陈刚，胡琦(1．西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065；2．山东三维石化工程股份有限公司，山东淄博255434；3．扬州润达油田化学剂有限公司，江苏扬州225261)摘要：文中设计制作了一种气液旋流分离器，并将之组合应用于自主设计和建立的钻井液循环流动模拟实验装置。该气液旋流分离器采用简体与内置锥体结合并具有侧斜向下进液管的构型，利用旋流分离原理实现气液分离。通过模拟实验详细研究了使用气液旋流分离器实现

2、钻井液中气体分离的过程，考察了气液旋流分离器的分离效能以及流体流量、气流量、外接压力、流体黏度等因素对分离效能的影响。实验结果表明：在模拟实验运行条件下，气液旋流分离器的分离效能可达到90％。关键词：气液旋流分离器；分离效能；模拟实验中图分类号：TE926文献标识码：A文章编号：1005—9954(2013)09-0052-03DoI：10．3969／j．issn．1005-9954．2013．09．013Separationeficiencyofgas-liquidcycloneseparatorindrillingfluidcircularflowZHANGJie，MENG

3、Xiang-jiao。，CHENGang，HUQi(1．CollegeofChemistryandChemicalEngineering，XianShiyouUniversity，Xian710065，ShaanxiProvince，China；2．ShandongSunwayPetrochemicalEngineeringShareCo．，Ltd．，Zibo255434，ShandongProvince，China；3．YangZhouRundaOilfieldChemicalsCo．，Ltd．，Yangzhou225261，JiangsuProvince，China)Abs

4、tract：Thegas—liquidcycloneseparatorsimulatorwasdesignedandappliedinthedrillingfluidcircularflowsimulator．Theseparatorisaconeandcylinderintegratedapparatuswithadownwardinclinedinlet．Thegas—liquidseparationintheseparatorisdependentonrotationalflow．Theseparationeficiencyandprocessofthegas—liqui

5、dcycloneseparatorwerestudiedbythissimulationexperimentunderlaboratoryconditions．Theinfluencesofthefluidflowrate，gasflowrate，externalpressureandfluidviscosityontheseparationeficiencywereresearched．Therelationbetweendifferentgas·-liquidseparationconditionandthegas-·liquidseparationeficiencywas

6、obtainedandthevariationofseparationeficiencywasalsoanalyzed．Theresultsshowthattheseparationeficiencycanreach90％inthesimulationcondition．Keywords：gas—liquidhydrocycloneseparator；separationeficiency；simulationexperiment在油气田钻井作业过程中，当钻遇含气地层且人员的人身安全⋯。为了安全钻井，必须对受气侵井眼环空的液柱压力低于所钻遇地层的孔隙压力的钻井液进行及时、有效的

7、气液分离，将循环钻井液时，地层中的气体会侵入钻井液，使钻井液密度下的性能参数控制在安全范围内。常用的重力式气液降。如果不能及时清除钻井液内入侵的气体，入侵分离器依靠气液二相的密度差来实现钻井液中的气钻井液中的气体会不断累积，最终可能导致井涌甚液分离，存在分离效能低、处理周期长、设备体积庞至井喷事故发生。同时，入侵钻井液中的气体可能大且投资高等缺点J。而气液旋流分离器作为一含有硫化氢等腐蚀性或有毒气体，不仅对钻井设备种新型高效的气液分离装置受到人们越来越多的关有腐蚀作用，也会污染井场周边环境，