本專著以工程項目為依托，將研究團隊多年的研究工作加以系統(tǒng)整理，梳理出該領域重要而亟待解決的科學問題等，專著共分為七章：第一章和第二章介紹了管道式分離技術應用的基本原理。第三章至第六章分別對不同的管道式分離技術的原理、理論基礎、研究過程和成果進行總結(jié)，包括：螺旋管道多相分離器、T型管多分岔管路多相分離器、柱型旋流多相分離器和導流片型管道式多相分離器。最后一章，簡要介紹了新型管道式分離技術的現(xiàn)場應用情況，為管道式分離技術的進一步優(yōu)化和應用推廣提供可靠的數(shù)據(jù)基礎。
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目錄
叢書序
序 (一)
序 (二)
符號說明
第 1 章 概論 1
1.1 油氣水分離的作用 1
1.2 油水分離的基本方法 2
1.3 油水分離器的研究進展 (基本類型) 3
1.4 油田油氣水分離器的新需求 12
1.4.1 深水平臺多相分離 13
1.4.2 深海海底多相分離 13
1.4.3 采油井井下油水分離 17
參考文獻 20
第 2 章 油氣水分離的基本理論 22
2.1 重力分離 25
2.2 離心分離 27
2.2.1 受迫渦與自由渦 29
2.2.2 流體中旋渦運動的產(chǎn)生、擴散與衰減 31
參考文獻 34
第 3 章 螺旋管道多相分離器 35
3.1 螺旋管中多相分離機理 35
3.2 螺旋管多相分離實驗 38
3.2.1 帶孔螺旋管的實驗方法 38
3.2.2 實驗用油的物性參數(shù) 39
3.3 螺旋管分離效率比較及分析 41
3.3.1 用第一孔含水率衡量分離效率的分析 41
3.3.2 第一孔含水率降低的分析 43
3.3.3 整體螺旋管分離器的分離效率分析 44
3.4 螺旋管多相分離數(shù)值計算 45
3.4.1 基本方程 45
3.4.2 螺旋管多相分離數(shù)值計算結(jié)果 51
參考文獻 54
第 4 章 T 型分岔管路多相分離器 55
4.1 T 型分岔管路多相流動的研究現(xiàn)狀 55
4.1.1 兩相流型 55
4.1.2 分支管路/主管路管徑比 55
4.1.3 T 型分岔管路的管徑 56
4.1.4 系統(tǒng)壓力 56
4.2 T 型分岔管路多相分離機理 57
4.3 分岔管路多相分離數(shù)值模擬 57
4.4 分岔管路多相分離實驗研究 63
4.4.1 實驗平臺 63
4.4.2 實驗結(jié)果分析 67
參考文獻 72
第 5 章 柱型旋流多相分離器 74
5.1 概述 74
5.1.1 理論模型研究進展 74
5.1.2 流場研究進展 76
5.1.3 數(shù)值模擬方法在旋流分離器中應用的研究進展 78
5.1.4 旋流器的結(jié)構 80
5.2 柱形旋流分離器理論分析 81
5.2.1 旋流器中分散相液滴受力分析 81
5.2.2 旋流器中液滴破碎機理分析 87
5.3 柱形旋流分離器理論分析 92
5.3.1 實驗裝置系 92
5.3.2 實驗結(jié)果及分析 96
5.3.3 油水分離效率的預測 106
5.4 旋流器內(nèi)油水分離的數(shù)值模擬 111
5.4.1 數(shù)學模型 111
5.4.2 幾何模型 114
5.4.3 模型驗證 115
5.4.4 結(jié)果分析 116
5.4.5 小結(jié) 131
參考文獻 132
第 6 章 導流片型管道式多相分離器 138
6.1 管道式導流片型分離器流場實驗與分析 140
6.1.1 管道式導流片型分離器流場 140
6.1.2 油水分離可行性分析 150
6.1.3 管道式導流片型分離器油水分離的工作原理 150
6.1.4 油滴在管道式導流片型分離器中的運動分析 151
6.1.5 油滴在旋流場中的破碎及分布規(guī)律 154
6.1.6 管道式導流片型分離器油水分離模型 156
6.2 管道式導流片型分離器油水分離性能室內(nèi)實驗研究 160
6.2.1 實驗裝置 161
6.2.2 導流片型管道式多相分離器實驗分析 162
6.2.3 雙級管道式導流片型油水分離器分離性能實驗 173
6.3 管道式導流片型分離器內(nèi)油水兩相流動的數(shù)值計算研究 175
6.3.1 管道式導流片型分離器流場特性 175
6.3.2 設計參數(shù)優(yōu)化分析 178
6.3.3 導流片形狀對 VTPS 油水分離性能的影響 179
6.3.4 長徑比對 VTPS 油水分離性能的影響 180
6.3.5 除水筒對 VTPS 油水分離性能的影響 181
6.3.6 除水孔開設方式對 VTPS 油水分離性能的影響 182
6.3.7 除水口開設方式對 VTPS 油水分離性能的影響 184
6.3.8 油相密度對 VTPS 油水分離性能的影響 186
6.3.9 油相粒度對 VTPS 油水分離性能的影響 187
6.3.10 入口流量對 VTPS 油水分離性能的影響 189
參考文獻 190
第 7 章 管道式分離技術現(xiàn)場中試及應用 192
7.1 陸豐 13-1 平臺現(xiàn)場中試 192
7.1.1 分離系統(tǒng)設計 194
7.1.2 平臺現(xiàn)場試驗 194
7.2 渤西終端管道式油氣水三相分離器工業(yè)設計及應用 196
7.2.1 總體設計方案 196
7.2.2 現(xiàn)場試驗 197
7.2.3 現(xiàn)場試驗結(jié)果 199
7.3 流花 11-1 油田管道式動態(tài)氣浮選系統(tǒng) 200
7.3.1 試驗方案設計 200
7.3.2 實驗結(jié)果 201
7.4 綏中 36-1 油氣處理廠含聚污水處理系統(tǒng) 204
7.4.1 試驗方案設計 204
7.4.2 現(xiàn)場試驗 206
7.4.3 實驗結(jié)果 208
7.5 遼河油田冷 13 站低溫脫水系統(tǒng) 211
7.5.1 試驗目的及指標要求 211
7.5.2 主要設備及功能 211
7.5.3 試驗步驟 214
7.5.4 試驗效果 215
參考文獻 215
索引 216
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