油田高效节能清洗水力旋流器QC成果报告

利用现有旋流器流场分析理论研究成果,针对常规水力旋流器存在的短路流等问题,提出在常规水力旋流器的基础上增设轴向零速包络面过滤网的结构改进思路,将常规的水力旋流器改进成为以旋流为主过滤分离为辅的新型分离设备,并对其合理性和可行性进行了理论上的分析论证,同时讨论了滤网对流场的影响以及相关的问题。

加拿大在阿尔伯特的麦克穆里地区产出了在量的同砂尾矿，包括砂、粘土及混入的沥青。本研究的目的是选用水力旋流器并对它在排除尾矿中细粒物料方面的作用进行评价，同时产出固体含量为７５％的沉砂产品。

介绍了一种适合超细粒子分级的新型过滤式水力旋流器,它在增加处理量、降低能耗、适应性等方面都优于传统的小直径水力旋流器。

根据作者提出的水力旋流器分离过程中工作流体呈组合螺线涡或由其简化的组合涡中的最大切线速度轨迹特征,导出生产能力、分离粒度和基本直径3个基本公式,编制出水力旋流器选型计算新程序,并用生产实例印证了该程序的适应性和可靠性,供读者在实际工作中参考或应用。

利用rsm模型模拟计算三维水力旋流器模型,分析了计算结果,并且与相关文献比较后认为:三维模型模拟水力旋流器具有一定的可行性,而二维轴对称模型与实际有一定的差距。

水力旋流器是应用离心分离原理进行油水分离的重要部件之一,在我国石油行业中已得到广泛应用。该文利用rngk-ε模型和ansys软件及理论,建立了水力旋流器的结构模型,经分析得出在操作参数变化时水力旋流器分离效率的变化规律,从而确定各影响因素的关系及适用范围,为实际操作提供理论依据。

为了获得充气水力旋流器在用以控制大密度有用矿物过磨的进一步研究中其结构及操作参数优化的理论基础，本文采用改进型充气水力旋流器处理了含铜多金属硫化矿物。研究了其结构九和操作参数对其分级与富集特性的影响。

加拿大在阿尔伯特的麦克穆里堡(fortmcmurray)地区产出了大量的油砂尾矿,包括砂、粘土及混入的沥青。本研究的目的是选用水力旋流器并对它在排除尾矿中细粒物料方面的作用进行评价,同时产出固体含量为75%的沉砂产品。在半工业试验中对多段水力旋流器进行了研究。采用不同固体含量的超细拉(-44μm)物料作为旋流器的给料。在两段的linatex选别回路中进行试验时沉砂产品的回收率为98.8%～99.6%,固体含量为73%～75%。当给料浓度变化时对旋流器沉砂的回收率及固体含量影响不大。获得如此好的结果关键是沉砂口的控制以及低压给料法(旋流器直径为23cm时压力为<60kpa)。当超细粒物料含量增加7%时沉砂产品的回收率就显著下降,这可能是由于旋流器中存在过多的粘土而使介质浓度太大的缘故,半工业试验结果比模型预测的要好。当旋流器直径由23cm增加到51cm时对分离点几乎无影响。

水利旋流器的众多优点使其在矿山单位的应用十分广泛,但随着矿山生产规模的扩大它又成为制约生产的首要因素。山东某金矿选矿车间通过流程改造,有针对性的采用非常规浮选流程在原有设备不变的情况下成功解决了由于处理量提高带来的各种生产问题,提高了水利旋流器的分级效率,减少了金属流失,为该矿山单位每年增加1307.124万元的经济效益,社会效益十分显著。

水力旋流器是一种应用于非均匀相混合物分离的设备,通常应用于污水处理系统的一级除油设备,利用油水密度差在离心力的作用下将油水进行分离.由于其理论处理效率高、占地空间小的优点在海上采油平台中广泛使用.但目前在渤海地区内无成功使用的案例,在实际应用当中发现其处理效果不明显,而且含油污水的排量较大对平台的排放系统产生巨大的压力,增加现场工作量,大多数基本处于停用状态.锦州25-1南油气田通过对水力旋流器现场调试和数据分析找出影响水力旋流器处理效果的因素,对水力旋流器系统进行了优化改造,通过现场调试,大幅提高了水力旋流器的处理效率.

运用gambit建立250mm水力旋流器模型,通过cfd软件对其传统和改进后进口形式及整机进行磨损模拟仿真,通过对比分析,确定了改进后的进口形式符合矿浆流的运动规律,具有较高的耐磨度,为水力旋流器的优化仿真和技术发展提供理论依据。

采用计算流体力学软件fluent6.3对三相旋流器结构参数和分离效率的关系进行了数值模拟研究,通过研究发现,调整结构参数,包括:溢流管径、溢流管插入深度、进料管结构、圆筒段结构和集砂桶的结构等,可以极大地提高水力旋流器的分离性能。为今后三相分离水力旋流器的设计、制造提供参考。

众所周知,用于颗粒状物料分级的水力旋流器的工作效率取决于其部件,包括沉砂口的工作表面的状况。全苏非金属建筑材料和水力机械化科学研究所经研究建议采用工作表面粗糙,边部颗粒粒度相同而高度不同的沉砂口。

介绍了水力族流器沉砂筑坝新工艺的工业试验和旋流器参数的选择．

获各琦铜矿井下充填系统原使用水力旋流器沉砂进行胶结充填,但随着生产规模的不断增加,充填尾砂量不能满足生产需求,沉砂浓度也仅68%。通过将8台350mm水力旋流器替换为4台fx150-gx-b×10水力旋流器组,对充填系统进行技术改造。改造后,旋流器沉砂浓度提高到70%,收砂效率提高到72.36%,尾砂利用率提高到60%以上,充填体单轴抗压强度满足生产要求,解决了充填尾砂量不足的问题,减少了尾砂的工业排放,取得了满意的效果。

轻质分散相水力旋流器在食用油的提炼、奶品脱脂、果汁浓缩等农副产品加工以及废水回用于农田水利的过程中有着广泛的应用前景。该文根据旋流器的分离效率模型计算并关联了轻质分散相水力旋流器的分割尺寸d50,可作为衡量旋流器分离能力的标志。得到的结果可适用于不同的流体流量、不同的分流比、不同的流体物性参数以及不同尺寸关系的旋流器。根据计算结果,分流比对分割尺寸的影响比较小,半锥角、溢流口尺寸与底流口尺寸对分割尺寸的影响比较大。旋流器大小、流体的流量以及物性参数对旋流器分割尺寸的影响比较直接,当旋流器尺寸r0、流量以及物性参数变化时,分割尺寸的改变遵循旋流器数不变的规律。由于分割尺寸与r0的平方根成正比,所以旋流器尺寸越小,分割尺寸也越小,因此旋流器的分离能力也就越大。

利用空气压缩机、nikuni气液混合泵对旋流器单体进行注气试验.通过注入的微气泡捕获微小油滴形成的油-气复合体,在离心力的作用下,气泡将携带油滴运移至核心处,完成气浮选和旋流分离的协同效应,从而实现油水高效分离.试验结果表明:采用注气方法可改善水力旋流器的分离效果,但空气压缩机单点注气破坏流场的稳定,旋流器分离效率的提高并不明显;空气压缩机入口注气、微孔管旋流腔注气与采用nikuni气液混合泵注气3种条件下,水力旋流器的分离效率均可达到95%以上,是较为理想的注气形式.

介绍了液-液分离水力旋流器的理论研究进展,分析了各种数学模型的研究状况及存在的问题,对人工神经网络在液-液分离水力旋流器的应用及其发展进行了展望。

研究入口流道带倾角的水力旋流器模型,用gambit软件建模并划分网格,运用fluent软件对其油水分离情况进行数值模拟,分析了传统直入口流道与带倾角入口流道的区别。发现倾斜入口模型压力降明显降低,有助于降低旋流管能耗。倾斜入口模型模拟中,底流处油的浓度较低,分离效果较好。

针对固液分离水力旋流器,研究了结构参数及操作参数对压力特性的影响,得到了含气条件下水力旋流器的压力特性研究结果,并进行了能耗分析。实验结果表明,在含气条件下水力旋流器的溢流和底流压差都显著增加;在不含气条件下压降比随着流量的增加而降低,但在含气时则基本保持不变;随着旋数的增加,压差增大,而压降比减小;随着气液比的加大,压差基本呈增加趋势,而压降比则无明显变化。最后指出,减少水力旋流器能量消耗的方法主要有降低流量、旋数或气液比,其中最可行的方法是降低水力旋流器入口处的气液比,即提高游离水脱除器等前端处理设备的除气效率,尽可能降低混合介质中气体的含量

利用直径250mm的水力旋流器开展了泥、沙分级的工业性试验,研究了入料压力对旋流器分级效率和浓缩效果的影响规律。结果表明:水力旋流器的最佳分级效率与最佳浓缩效率处于不同的压力操作区间,旋流器的底流浓度入料压力增大而持续提高,但分级效率则呈先缓慢上升到临界点,然后急剧下降的趋势。实际操作时,应当合理控制旋流器入料压力,避免因过度浓缩而牺牲分级效率。

油田聚合物驱采出水的处理,采用沉降、过滤的处理工艺,经该工艺处理后的水即可进行回注。为了优选占地面积小、处理效率高的含油污水处理设备,开展了水力旋流器处理聚合物驱采出水的研究。通过对旋流器两个运行操作参数的比较,确定了水力旋流器在进口压力0.56mpa,出口压力0.21mpa,排油口压力0.17mpa,排泄比为10%时的处理效果最好。在进口流量为208m3/h,出口流量为198m3/h的条件下进行了的现场试验。试验结果表明,经过两级过滤后出水的悬浮固体含量达到低渗透注水水质指标。