气液比对压裂返排液旋流除砂器性能的影响

论文摘要

水力旋流器已被应用于压裂返排液除砂,为了提高其分离性能,基于Fluent软件模拟和实验,研究了不同入口气液比(GLR)下水力旋流器的空气柱直径、压力与速度分布及分离效率,总结了入口GLR对水力旋流器分离性能的影响规律,并确定了最佳入口GLR范围。研究结果表明:①物料不含气体时,底流口与溢流口负压区将外界气体吸入内流场形成空气柱,当物料中含有气体时,空气柱中绝大部分气体来自溢流口与底流口,并且最终通过溢流口排出;②随着气液比升高,壁面处压力、底流压差及溢流压差均呈现非线性增长的趋势;③随着气液比升高,切向速度增大,却减小了较小气液比(10%～20%)下的组合涡流场指数;④随着气液比升高,轴向速度不断增大,然而过高的气液比(GLR> 40%)却增加了流场的不稳定性;⑤气液比的升高提高了水力旋流器的除砂效率并减小了切割粒径,当GLR <30%时组合涡流场指数较小且分离效率较低,GLR> 40%时能量损耗较大,确定出最佳GLR区间介于30%～40%。结论认为,该研究成果可以为水力旋流器的优化设计提供参考。

论文目录

• 0 引言
• 1 数值模拟与实验
•   1.1 数值模拟模型
•   1.2 实验流程
•   1.3 数值模拟模型可靠性
• 2 结果分析
•   2.1 空气柱直径
•   2.2 压力分布
•   2.3 切向速度分布
•   2.4 轴向速度分布
•   2.5 分离效率
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘培坤,王华健,赵振江,李伦操,肖小龙,张华,刘冰

关键词: 压裂返排液,水力旋流器,除砂,气液比,多相流,分离,能量损耗,优化设计

来源: 天然气工业 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 山东科技大学机械电子工程学院,油田采出水处理及环境污染企业重点实验室

基金: 国家重点研发计划项目“深部煤矿井下结构紧凑型智能化精细分选技术及装备”（编号：2018YFC0604702）

分类号: TE934.2

页码: 44-54

总页数: 11

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