基于正交的二次分离旋流器结构优选数值分析.pdf

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1、2015年第43卷第5期流体机械15文章编号：1005—0329(2015)05—0015—04．詹∈-_∈∈暑∈∈∈{{r_e={：设计计算8}j专_三}三卜三}；{}i}基于正交的二次分离旋流器结构优选数值分析赵立新，赵宇，徐保蕊，蒋明虎(东北石油大学，黑龙江大庆163318)摘要：一体化二次分离旋流器是在单体旋流器内部进行二次分离的一种新型旋流器。利用正交法，基于计算流体动力学软件，分别对一级溢流管长度、圆柱段长度、二级溢流管伸入长度、二级锥段角度、底流管长度等结构进行优选。设置油相体积分数为2％、油滴粒径为301xm的混合液作为研究介质。首先采用单一

2、指标的方法找出分离效果最优的结构，然后将优选后的结构与初始结构进行了对比验证。此方法可为水力旋流器的结构参数优选提供参考。关键词：二次分离旋流器；正交法；分离效率；数值模拟中图分类号：TH137文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．05．OO4NumericalAnalysisontheStructuralOptimizationofaSecondaryHydrocycloneSeparatorBasedontheOrthogonalMethodZHAOLi—xin，ZHAOYu，XUBao—rui，JIANGMi

3、ng—hu(NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：IntegratedsecondaryseparatehydrocycloneisinsidethemonomerHydrocyclonegettingonthesecondaryseparatorofanewhydrocyclone．Basedontheorthogonalmethodrespectivelyanoverflowpipelength，cylindricalsegmentlength，twooveI'~OWpipeex

4、tendingintolength，twoconeangle，theendoftheflowtubelength’Sstructureisoptimizing．Settheoilphasevolumefrac-tionof2％，amixtureofoildropletsdiameterof30masaresearchmediumAndadoptingasingleindicatormethodfindingtheoptimalstructureofseparation．Structureoftheoptimizedcomp~edtotheinitialstr

5、ucture．Thismethodcallprovideareferenceforthestructuralparameterspreferablyofthehydrocyclone．Keywords：secondaryhydrocycloneseparator；orthogonalmethod；separationeficiency；numericalsimulation1引言田开发技术的创新发展具有重大意义⋯。对于一体化二次分离旋流器本身来说，它是我国主力油田已经进入特高含水开发期，采一体化样机：将二次分离的结构直接连接到一级出液处理成本不断增加，油田开

6、发接近经济极限，旋流腔内部，将一级旋流器分离出的底流液直接地面油水分离及污水回注已成为特高含水油田开进行二次分离，在同一井筒内完成两次分离，不仅发的共性技术难题。井下油水分离同井注采技术推进了旋流器的小型化、高效化，而且一体化的设是利用井下油水分离设备对生产层的采出液进行计使旋流器减少了制造成本。为了设计出符合井油水分离，含水率降低的采出液被举升至地面，分下套管内部使用的水力旋流器样机、得到结构较离出的水被回注到注入层，实现同一井筒内采出优的一体化二次分离旋流器。本文采用正交试验与注入、一井两用，构建新的注采体系，可有效延的方法来选取最优结构参数，并对最优结

7、构进行长油田经济开采周期，提高油田经济采收率，对油数值模拟分析。收稿日期：2014—09—29基金项目：国家863计划课题(2012AA061303)；国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(博导类，20132322110002)；东北石油大学研究生创新项目(YJSCX2014—027NEPU)16FLUIDMACHINERYVo1．43，No．5，2015和底流出口均设定为自由出口，油相粒径为2介质物性参数及初始条件设置30p,m；数值计算模型采用雷诺应力模型(RSM)，离一体化二次分离旋流分离器可用于油田采出散相方程采用一阶迎风差分格式，压力一

8、速度耦液的油水分离，采出液的主要成分是水，所以该旋合