A Study on Separation Performance of A Vortex Finder in A Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone

This paper outlines the influence of design parameters such as different diameter, different shapes and insertion depth of a vortex finder on Liquid-Liquid Cylindrical Cyclone (LLCC) oil-water separation characteristics through experiments and numerical simulations. Through numerical simulations, the separation efficiency for water-dominated flow conditions is obtained and the results show that there exists an optimal shape, diameter and insertion depth of a vortex finder in cylindrical cyclones under certain conditions. In our laboratory, a 100mm inner diameter LLCC is adopted to test the influence of different insertion depths of the vortex finder and the results again indicate that an optimal insertion depth exists. The numerical results agree well with the experimental data of Rajkumar S et al.. So numerical simulations can be used to predict the complex flow behavior, the separation efficiency in a LLCC for optimizing the structure and provide some design guidance for their industrial application as the oil-water separators on offshore platforms and oil field inland

一种井下双涡型旋流油水分离器

本发明公开了一种井下双涡型旋流油水分离器，包括：起旋管段，用于使进入所述起旋管段的油水混合物以旋流的形式进行输出；稳旋管段，连接在所述起旋管段的输出端，用于保持所述起旋管段输出的旋流形式的油水混合物；分离管段，连接所述稳旋管段的输出端，用于对所述稳旋管段输出的旋流形式的油水混合物进行油相和液相的分离。本发明提供的旋流油水分离器具备起旋管段、稳旋管段以及分离管段，且处于同一轴向，更加契合适应各种井体的结构，同时通过导流结构和内管体对稳旋管段的具备分离状态的油相和水相的混合流体进行导向分离，提高一次旋流分离下的油相和水相的分离效果

导流片型油水旋流分离器的入口结构优化

导流片型油水旋流分离器是一种新型井下油水分离器,为了提高其进行超大处理量油水分离时的性能,对导流片进行了结构优化研究。加工了两种结构的导流片,并在室内搭建了试验系统,对油水两相流经导流片的流动规律开展了试验研究。研究结果表明:在相同的入口工况下,油滴经流线型导流片后破碎程度小、平均直径大、迁移运动后所形成的油核较细,油水两相流经流线型导流片所产生的压降要远低于直板型导流片所产生的压降。因此,在超大处理量时,应优选流线型导流片作为井下油水旋流分离器的起旋结构

轴流式井下旋流油水分离器压降比性能研究

在室内试验装置上对轴流式井下旋流油水分离器的压降比性能开展了相关试验研究。试验结果表明,压降比仅与分流比相关,与入口流量、入口含油率(<20%)、导流片结构无关;压降比与分流比的关系呈指数关系而非线性的。研究结果对新型油水分离器的工程设计和实际井下应用的自动控制具有重要意义

静止流场中液滴形状和运动

基于摄影法,通过实验研究了液滴在无限大静止流场中的形态和运动学特征。用单个相机记录了在纯水中周期性被释放的大、小油滴的运动行为,通过相关图像处理技术,得到了液滴的运动轨迹、形状、长径比和水平、竖直方向速度在空间上的分布。分析发现大油滴容易发生形状振荡,同时伴随着轨迹从直线到"之"字形的过渡,而小油滴几乎保持球形,其运动轨迹始终保持"之"字形。大、小油滴的水平和竖直瞬时速度在高度方向上的分布有所不同,油滴的竖直速度和长径比之间存在反函数关系

柱形旋流分离器内溢流管结构优化分析

通过数值模拟,分析了溢流管插入深度对油水在柱形旋流分离器中分离性能的影响。计算时,油水两相流动采用FLUENT中的混合模型,相间的相对运动采用代数滑移模型,湍流影响则使用修正的RNGK-ε湍流模型进行模拟。通过计算,获得了内溢流管不同插入深度时柱形旋流器分离器油相体积分布、压力分布、油水分离效率等结果。这些结果为进一步优化柱形旋流器结构,推进柱形旋流器在石油工业中的应用提供一定的指导

油滴在柱形旋流器中聚并性能研究

柱形旋流器中分散相油滴粒径的大小直接影响其分离效率,而考虑其中油滴间的相互作用等变化研究较少且比较难以观测。本研究分别采用实验和数值计算研究了柱形旋流器中的油滴聚并规律,得到了油滴聚并的规律及其对分离器分离性能的影响规律,研究结果为柱形旋流器的工业应用提供了指导

海上井下轴入式旋流油水分离器入口结构优化及应用

轴入式旋流油水分离器经过现场检验是一种性能稳定可靠的井下分离器,为了进一步提高其分离性能,利用室内实验对其入口结构进行了优化研究。研究结果表明,在同样的工况下,叶片角度小更有利于形成较大的切向速度,更有利于油水旋流分离,分离效率更高;当变化入口流速,叶片安装角度的影响呈现相同的规律;室内实验对比还发现,安装导流叶片的中心棒末端椭球体长细比的增大有利于形成更细的油核,研究结果为入口结构的优化奠定了基础,为其在井下油水分离中的应用提供了指导