海底天然气水合物原位提纯分离器结构设计及优选

论文摘要

深水浅层非成岩天然气水合物储层胶结性差、含砂量大,在应用固态流化方法开采时原位提纯除砂回填具有可降低能耗、增加开采效率和防止储层坍塌等优势。基于固态流化开采方法提出了原位分离工艺,根据相关经验公式设计了原位分离器结构和初定参数,并采用CFD-Fluent结合单因素法与正交试验法对分离器溢流口直径、锥角、圆柱段长度以及底流口直径等结构参数进行了优选分析。分析结果表明,随着溢流口直径、锥角、圆柱段长度和底流口直径的增大,分离效率先增大后减小;采用单因素法优选结构参数后分离器除砂效率高达98.7%、天然气水合物回收效率高达97.8%,采用正交试验法优选结构参数后分离器除砂效率高达93.8%、水合物回收效率高达98.5%;从最大程度回收天然气水合物考虑,正交试验法对提纯分离器结构参数进行优选效果更好,且应着重考虑底流口直径。本文研究成果可为天然气水合物混合浆体原位提纯分离器设计、制造提供参考。

论文目录

• 1 海底浅层天然气水合物原位分离工艺
• 2 提纯分离器结构参数设计
• 3 结构优选分析
•   3.1 CFD数值模拟方法
•     3.1.1 网格和模型
•     3.1.2 介质物性参数及边界条件
•   3.2 结果分析
•     3.2.1 模型验证
•     3.2.2 单因素法分析与结构参数优选
•       1) 溢流口直径。
•       2) 锥角。
•       3) 圆柱段长度。
•       4) 底流口直径。
•     3.2.3 正交试验法分析与结构参数优选
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邱顺佐,王国荣,周守为,刘清友,李清平,钟林,王腾,唐洋,王雷振,王广申,李学峰

关键词: 天然气水合物,固态流化开采方法,原位提纯分离器,结构优选,单因素法,正交试验法

来源: 中国海上油气 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 海洋学,石油天然气工业,新能源

单位: 西南石油大学机电工程学院,中国海洋石油集团有限公司,西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都理工大学,中海油研究总院有限责任公司

基金: 国家重点研发计划项目“海洋水合物固态流化测试新技术——天然气水合物高效破岩研究(编号:2016YFC0304008)”,中国工程院战略咨询项目“我国深水工程技术和深水装备发展战略研究——海底浅层天然气水合物与矿产资源开发战略研究(编号:2017-XZ-10-02-02)”部分研究成果

分类号: P744.4

页码: 125-131

总页数: 7

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