發(fā)布時(shí)間：2021-01-11 11:04

　　水力旋流器作為一種快速機(jī)械分離設(shè)備,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、占用空間小等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于油田生產(chǎn)。但由于內(nèi)部運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜,對(duì)被分離介質(zhì)物性參數(shù)十分敏感,水力旋流器對(duì)不同條件的采出液適應(yīng)性較差。為實(shí)現(xiàn)水力旋流器針對(duì)性設(shè)計(jì),減少重復(fù)性工作,本文開(kāi)發(fā)了一套針對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件,對(duì)水力旋流器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有重要意義。本文是在水力旋流器基本理論基礎(chǔ)上,結(jié)合CFD計(jì)算模擬軟件,在Widows運(yùn)行平臺(tái)的Visual Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境下,運(yùn)用C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)了一套針對(duì)油水分離旋流器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件。首先,集合已有成熟的水力旋流器設(shè)計(jì)技術(shù),將國(guó)內(nèi)主要油田采出液的物性參數(shù)和操作參數(shù)進(jìn)行分級(jí)組合,并加入旋流器計(jì)算模型,建立油水分離旋流器結(jié)構(gòu)模型庫(kù)。然后,采用正交試驗(yàn)方法對(duì)旋流器主要尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),修改GAMBIT軟件和FLUENT軟件的腳本文件,生成命令流分析文件。對(duì)GAMBIT軟件和FLUENT軟件進(jìn)行集合,實(shí)現(xiàn)計(jì)算模擬軟件自動(dòng)調(diào)用功能。最后,基于CFD計(jì)算模擬技術(shù),開(kāi)發(fā)了油水分離旋流器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件,并進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。軟件根據(jù)用戶輸入的參數(shù),可自動(dòng)完成旋流器結(jié)構(gòu)選型、幾何建模、網(wǎng)格劃分、計(jì)算... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jìn)入旋流腔，在旋流腔內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)。液體不斷從切向入口流入，推動(dòng)旋流腔內(nèi)部的混合介質(zhì)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的形式流向底流口，整個(gè)運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式向溢流口移動(dòng)，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(dòng)，最后從底流口排出。

中國(guó)石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)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(shù)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(jié)構(gòu)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(gè)旋流器的分離性能。改進(jìn)結(jié)構(gòu)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(dá)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(guān)鍵。2.2.1結(jié)構(gòu)參數(shù)水力旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括入口尺寸、旋流腔直徑及長(zhǎng)度、錐角大孝溢流口直徑、底流口直徑及長(zhǎng)度等。油水分離旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)油水分離的性能影響十分敏感，某一部分結(jié)構(gòu)的改變都有可能對(duì)旋流器整體的分離性能產(chǎn)生極大的影響。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]油水分離水力旋流器分離特性及其軟件設(shè)計(jì)的研究[D]. 舒朝暉.四川大學(xué) 2001

碩士論文
[1]脫水型油水分離旋流器性能實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張西兆.中國(guó)石油大學(xué)（北京） 2017
[2]構(gòu)造參數(shù)與操作條件對(duì)油水旋流分離器性能影響的CFD模擬[D]. 何琴.重慶大學(xué) 2015



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