水力旋流器作為一種快速機械分離設備,具有結構簡單、操作方便、占用空間小等優(yōu)點,被廣泛應用于油田生產(chǎn)。但由于內(nèi)部運動規(guī)律復雜,對被分離介質(zhì)物性參數(shù)十分敏感,水力旋流器對不同條件的采出液適應性較差。為實現(xiàn)水力旋流器針對性設計,減少重復性工作,本文開發(fā)了一套針對其結構設計的軟件,對水力旋流器的產(chǎn)品設計具有重要意義。本文是在水力旋流器基本理論基礎上,結合CFD計算模擬軟件,在Widows運行平臺的Visual Studio開發(fā)環(huán)境下,運用C++程序設計語言,開發(fā)了一套針對油水分離旋流器的結構設計軟件。首先,集合已有成熟的水力旋流器設計技術,將國內(nèi)主要油田采出液的物性參數(shù)和操作參數(shù)進行分級組合,并加入旋流器計算模型,建立油水分離旋流器結構模型庫。然后,采用正交試驗方法對旋流器主要尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設計,修改GAMBIT軟件和FLUENT軟件的腳本文件,生成命令流分析文件。對GAMBIT軟件和FLUENT軟件進行集合,實現(xiàn)計算模擬軟件自動調(diào)用功能。最后,基于CFD計算模擬技術,開發(fā)了油水分離旋流器結構設計軟件,并進行實例驗證。軟件根據(jù)用戶輸入的參數(shù),可自動完成旋流器結構選型、幾何建模、網(wǎng)格劃分、計算... 

【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單錐型水力旋流器示意圖

第2章油水分離旋流器的理論分析-6-圖2.1單錐型水力旋流器示意圖Fig.2.1Sketchmapofsingleconehydrocyclone圖2.2雙錐型水力旋流器示意圖Fig.2.2Sketchmapofdoubleconehydrocyclone2.1.2旋流器工作原理液液分離旋流器的工作原理如圖2.3所示，油水混合介質(zhì)從入口以高速進入旋流腔，在旋流腔內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉。液體不斷從切向入口流入，推動旋流腔內(nèi)部的混合介質(zhì)以旋轉運動的形式流向底流口，整個運動軌跡呈現(xiàn)螺旋形。由于混合介質(zhì)中油相和水相密度不同，所產(chǎn)生的離心力也就不同，這就使油相向中心軸線區(qū)域遷移，在軸心區(qū)域匯聚后，以軸向旋轉運動形式向溢流口移動，最后從溢流口流出。重質(zhì)相水相由于較大的離心力沿著器壁向底流口移動，最后從底流口排出。

中國石油大學（北京）碩士學位論文-7-圖2.3油水分離旋流器工作原理圖Fig.2.3Workingprinciplediagramofoil-waterseparationcyclone2.2影響旋流器分離性能的因素液液分離水力旋流器主要的技術參數(shù)包括分離效率、處理量和壓降，這些反映了旋流器整體的分離性能。結構參數(shù)、操作參數(shù)、物性參數(shù)，每一種參數(shù)的改變都可能影響整個旋流器的分離性能。改進結構參數(shù)有助于改善旋流器的分離效率，優(yōu)化操作參數(shù)能使旋流器分離效率達到最佳，物性參數(shù)則是影響水力旋流器整體分離性能的關鍵。2.2.1結構參數(shù)水力旋流器結構參數(shù)主要包括入口尺寸、旋流腔直徑及長度、錐角大孝溢流口直徑、底流口直徑及長度等。油水分離旋流器的結構參數(shù)對油水分離的性能影響十分敏感，某一部分結構的改變都有可能對旋流器整體的分離性能產(chǎn)生極大的影響。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]脫水型油水分離旋流器性能實驗研究[D]. 張西兆.中國石油大學（北京） 2017
[2]構造參數(shù)與操作條件對油水旋流分離器性能影響的CFD模擬[D]. 何琴.重慶大學 2015



本文編號：2970654