斜管式预脱水器的数值模拟分析.pdf

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1、第39卷增刊1石油化工设备Vo1．39SupplementI2010年8月PETRO-CHEMICALEQUIPMENTAug．2010文章编号：1000—7466(2010)增刊1-0022—03斜管式预脱水器的数值模拟分析岳彬，李晓明，张春贵，高中稳，邢绍杰(1．甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州730070；2．唐山市燃气集团有限公司，河北唐山063000)摘要：介绍了斜管式、卧式2种预脱水器的结构特点，并采用计算流体力学(CFD)软件fluent模拟了两种预脱水器内部三维流场。模拟结果表明，

2、相同条件下斜管式预脱水器比卧式预脱水器有更好的分离效率，可为斜管式预脱水器在高含水油田的推广应用提供一定的理论根据。关键词：预脱水器；油水分离；CFD中图分类号：TQ050．2文献标志码：BNumericalSimulationofInclinedPipeFreeWaterSeparatorYUEBin，LIXiao-ming，ZHANGChun—gui，GAOZhong-wen，XINGShao-jie(1-LanpecTechnologiesLimited，Lanzhou730070，China；2．T

3、angshanGasGroupCompanyLimited，Tangshan063000，China)Abstract：Thestructureofinclinedpipeandhorizontalfreewaterpre—separatorwasintroduced．InternalflowfieldofthetWOseparatorsbycomputationalfluiddynamics(CFD)weresimulated．Theresultshowsthatinclinedpipefreewater

4、separatorhasbetterseparationefficiencythanthatOfthehorizontalunderthesameconditions。SOastoprovidethetheoreticalbasisoftheinclinedpipefreewaterseparatorapplicationinhigherpercentageofmoistureoilfield．Keywords：waterseparator；oi1一waterseparate；computationalfl

5、uiddynamics目前，国内许多油田的开发已进入后期，开采的国内还没有得到广泛应用。斜管式预脱水器主要采原油中含水量超过90。含水量的提高改变了原用了仰角结构，并结合了卧式预脱水器油水界面面油物性，不仅给原油加热、集输增加了能源支出，而积大的优点和立式预脱水器浮升距离大的特点，同且也加速了相关设备、阀门、管线的腐蚀速率。因时能够针对不同的原油物性，使游离水脱除器的分此，需要对油田采出液进行游离水的初步分离口]。离效果达到最大化。在制造成本、运行成本及节能目前，国内现役的预脱除器有立式、卧式2种。环保等方

6、面，相对传统的预脱水器都具有很大的优立式预脱除器因其自身的缺点已很少应用，现在普势，在高含水油田有一定的推广应用价值。文中采遍采用的是卧式预脱除器，它可以满足采出液中含用了计算流体力学软件fluent对斜管式预脱水器和水量不很高的油田开采需要。对于采出液中含水量卧式预脱水器分别进行三维数值模拟，其结果可为不断增加的油田，迫切需要分离效率更高、停留时间设计者提供一定的借鉴。更短、成本更低的预脱除器，斜管式预脱水器可以满1斜管式预脱水器简介足此项需要。20世纪初，在欧美市场上斜管式预脱水器是广1．1设备结构泛应

7、用的一种高效采出液游离水脱除设备，目前在斜管式预脱水器主要由分离罐、支架、分离内件收稿Et期：2010—04—08作者简介：岳彬(1978一)，男，甘肃庆阳人，工程师，学士，主要从事石油化工设备的设计研究工作。增刊1岳彬，等：斜管式预脱水器的数值模拟分析及各类测量控制仪器仪表等组成，下部设置一个出体内的流动通常为紊流，采用标准e湍流模型，水口，上部设置一个出油口，采出液进口一般设置于并结合多相流混合分析法进行三维数值模拟L2。分离罐中上部侧壁上，其结构示意图见图1。预脱水器三维网格划分采用Gambit进行网

8、格划斜管式预脱水器结构特点：①设备中心线与水分，为提高网格质量，同时提高计算的速度，整个平面有一定的仰角，角度为1O。～15。。②采出液进计算区域全部采用TGrid程序划分四面体网格，口设置在分离罐的中上部侧壁上(卧式预脱水器采连续方程、动量方程与能量方程用SIMPLE方法出液进口一般则设置在分离罐的左侧封头上)。求解_5]。2．2边界条件(1)进口边界设为速度边界条件，据停留时间计算人口流量，进而算出采出液进口