收藏本站
《大庆石油学院》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

井下分离系统中气液两相流动特性及应用研究

王晓萍  
【摘要】: 气井积液造成气井水淹是制约天然气开采的重要问题,排水采气是解决此类气井开采的有效方法。应用常规排水采气工艺是将井下积液采至地面,经地面处理后,再回注地层,存在着设备多、投资大、污染环境等问题。因此,从低污染、低投入、高产出角度出发,研制一种经济有效、简单易行的,能够实现井下气液分离及回注的系统是势在必行的。 气液分离设备是井下气液分离系统的主体结构,其性能的优劣直接影响系统的工作效率。结合油气田生产实际,根据气液两相流的运动规律,开展了分离装置的理论与试验研究。本文基于欧拉-欧拉理论,在考虑气液两相相互渗透、相间耦合、气液分离器内两相分离过程服从绝热的基本方程及气体的可压性的假设基础上,建立了气体可压缩的两相流模型。在此基础上,对其进行雷诺时均处理,得出可求解的气液两相的控制方程组。根据重整化群的思想,经数学推导得出有旋修正的气液两相湍流方程模型。 利用所建立的气液两相流湍流模型,开展了井下分离设备的数值模拟研究,研究井下气液分离器内速度场、压力场及两相分布规律,分析了结构变化对流场、压力降及分离效率的影响关系。在此基础上,开展了井下气液分离器的结构优化设计研究,确定了适合井下气液分离的分离器结构形式。并开展了井下气液分离器性能试验研究,研究结果表明:考虑气体可压的两相流模型的模拟结果与试验结果有较好的吻合。 根据气液两相绕流流动特点,开展了井下返气装置的数值模拟与试验研究,分别对返气装置内部及球浮子在单介质和气液两相绕流后,随着结构参数(球浮子直径、阻尼孔直径、底座直径)、操作参数(流量、液体体积百分含量)变化的流场分布特点及球浮子受力特征进行了理论分析,优化得到了井下返气装置结构。并与试验研究结合进行比较分析,二者的结果基本吻合,表明通过建立数学模型及数值计算方法对浮子结构及参数优选进行定性分析是可行的。 在以上研究基础上,确定了井下分离系统的结构形式,提出了一种井下气液分离及产出水回注技术的新工艺,形成了以改进的空心转子螺杆泵和井下气液分离器为核心的井下分离回注系统,该系统的气液采出、为分离提供动力及回注水增压是通过一台空心转子螺杆泵来实现的,分离出的气从套管采出,井下分离出的水通过螺杆泵空心转子提供的回注通道回注,在油田两口水淹气井得到了成功应用。
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TE37

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵炜,张义生,张燕,南国立;井下油(气)水分离系统的研究和应用[J];断块油气田;1998年03期
2 张剑君,赵炜,杨德林;防止气井积液与提高天然气产量的两项实用技术[J];断块油气田;2000年03期
3 于俊波,艾尚军,尉可珍,杜善彬,杨树枫;气井积液分析[J];大庆石油学院学报;2000年02期
4 于福家,陈炳辰,刘其瑞;消除旋流器空气柱提高分级效率的研究[J];中国粉体技术;1999年03期
5 卢家才,李永光,林宗虎,李瑞阳;气液两相流体绕方柱流动的数值模拟[J];工程热物理学报;2001年06期
6 朱佳奇;杨茉;耿丽萍;王治云;;考虑空气柱的水力旋流器内流场的数值模拟[J];工程热物理学报;2009年07期
7 唐士芳,李蓓;桩群阻力影响下的潮流数值模拟研究[J];中国港湾建设;2001年05期
8 张劲松,赵勇,冯叔初;气-液旋流分离技术综述[J];过滤与分离;2002年01期
9 王升贵;陈文梅;禇良银;王志斌;;旋流器内空气核的形成机理和形状的实测研究[J];过滤与分离;2006年04期
10 褚良银,罗倩,余仁焕;充气水力雄流器内矿化气泡运动行为的研究[J];过滤与分离;1996年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于勇;两相流动气体湍流变动模型和稠密两相湍流模型的研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王智辉;水流数值模拟中群桩阻力系数研究[D];河海大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志强;辜清;陈文清;;旋转流过滤器结构参数优化研究[J];安徽农业科学;2012年18期
2 李先春,谢安国;炉内喷钙脱硫过程中炉膛温度场的数值模拟[J];鞍山科技大学学报;2005年Z1期
3 张发勇,冯炼;终南山特长公路隧道火灾通风数值模拟分析[J];地下空间;2004年04期
4 郝树青;黄宏伟;;基于风险分析的长大隧道火灾安全疏散[J];地下空间与工程学报;2008年06期
5 郝树青;;基于风险及EXODUS的地下空间火灾疏散[J];地下空间与工程学报;2010年S1期
6 邱冰冰;;一种高效换热式旋风分离器的研究[J];蚌埠学院学报;2012年03期
7 张敏;赵鹏康;王文武;李继红;毕宗岳;;连续油管TIG焊接热影响区组织及性能热模拟分析[J];兵器材料科学与工程;2011年01期
8 李国安;赵立新;;油田污水中污泥处理试验研究[J];环境科学与管理;2010年05期
9 章传国;;连续油管的发展[J];宝钢技术;2007年02期
10 任君;缪正清;陈开潮;;135t/h锅炉旋流燃烧器的数值模拟研究[J];宝钢技术;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱琼;白春华;;瓦斯和煤尘浓度对混合物爆炸超压影响规律的数值模拟研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 王尊策;徐艳;吕凤霞;李森;;CFD在石油生产中的应用[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
3 刘有平;马太清;文永川;崔凯;冯毅;江士凯;刘傲;赵明建;贺殷凯;蒋锐;;NC5311TYJ型压缩机车开发设计及应用[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
4 曹和平;张书平;白晓弘;陈德见;;速度管柱系统研制与应用[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年
5 杨海涛;刘为洲;;垂直上向孔粒状炸药气动装填工艺机理研究[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
6 何宏亮;明大增;李志祥;;沉降-漂浮反向双螺旋模型分离理论[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
7 杨玟;王丽丽;张树道;;Richtmyer-Meshkov不稳定性引起湍流混合的模型研究[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
8 郝树青;黄宏伟;;基于风险理论的长大隧道火灾安全疏散数值模拟[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
9 李郁;李勇智;陈定方;;螺旋气力取料装置试验模型的改进研究[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(2)[C];2008年
10 李丽君;赵玉桥;;预分解窑系统的数值模拟[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(2)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 石宝龙;高性能海船盐雾分离技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 林振华;障碍物对层结流体运动影响的数值研究[D];中国海洋大学;2009年
6 闫洁;三维气固两相平板间射流中相间耦合作用的直接数值模拟[D];浙江大学;2009年
7 汪洋;微尺度环境下预混火焰稳燃方法的研究[D];浙江大学;2010年
8 祝红梅;医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟[D];浙江大学;2009年
9 张彦军;600MW超临界循环流化床锅炉设计关键技术研究[D];浙江大学;2009年
10 倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 吕国庆;前混合水射流喷丸强化数值模拟与试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 王黎黎;旋风除尘器内部流场实验和数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 于连丽;煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 姜建勋;金属化合物催化煤燃烧规律的实验研究[D];长沙理工大学;2010年
6 陶化龙;四角切圆炉单层燃烧器出口流场特征参数提取方法的研究[D];长沙理工大学;2010年
7 毕武林;煤粉火焰稳定性与熄火综合评判模型的研究[D];长沙理工大学;2010年
8 邓斌;气液两相流三维自由面流动问题的数学模型研究[D];长沙理工大学;2010年
9 齐国瑞;斜板溶气气浮处理油田废水的试验研究[D];河北工程大学;2010年
10 汪艺义;科氏力在小尺度液固两相流中对固体颗粒运动影响的研究[D];新疆农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张剑君,赵炜,杨德林;防止气井积液与提高天然气产量的两项实用技术[J];断块油气田;2000年03期
2 王树立,张雅琴,张敏卿;湍流两相流动模式理论综述及展望[J];抚顺石油学院学报;1997年02期
3 张会强,王赫阳,王希麟,郭印诚,林文漪;两相混合层中颗粒运动的数值模拟[J];工程热物理学报;2000年01期
4 于勇,柳朝晖,郑楚光,周力行;用视密度加权平均二阶矩模型模拟旋流两相流动[J];工程热物理学报;2000年03期
5 柳朝晖,李勇,郑楚光,周向阳;空间发展湍流气粒两相平面混合层的大涡模拟与统计[J];工程热物理学报;2002年04期
6 贺铸,柳朝晖,郑楚光;三维均匀各向同性两相湍流的直接模拟[J];工程热物理学报;2003年04期
7 唐士芳,李蓓;桩群阻力影响下的潮流数值模拟研究[J];中国港湾建设;2001年05期
8 唐士芳;二维潮流数值水槽的桩群数值模拟[J];中国港湾建设;2002年03期
9 张劲松,赵勇,冯叔初;气-液旋流分离技术综述[J];过滤与分离;2002年01期
10 薛敦松,沈江,刘志洲;高速涡轮泵在采油中的应用[J];国外石油机械;1994年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 林雪纲;平面流动高精度算法的精度和瞬态模拟特性研究[D];浙江大学;2002年
2 王智辉;水流数值模拟中群桩阻力系数研究[D];河海大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林芳;;铂重整氢压机过滤网及注氨罐气液分离网腐蚀原因及改进措施[J];石油化工腐蚀与防护;1987年03期
2 刘耿亮,汤振武;活塞式火炬气压缩机改进[J];石油化工设备;2000年04期
3 何利民,王林;高压天然气管道破裂时气体扩散规律和气液分离技术进展[J];石油工业技术监督;2005年05期
4 金向红;金有海;王建军;王振波;;气-液旋流分离技术应用的研究进展[J];化工机械;2007年06期
5 杭发琴;郭海滨;马珍福;;试油井新型计量装置的研究与应用[J];石油机械;2009年06期
6 吴小林;熊至宜;姬忠礼;;天然气净化用旋风分离器气液分离性能[J];化工学报;2010年09期
7 MassimoBenetti,MarcoVilla,赵立新,蒋明虎;两相分离/泵送系统在Marimba海底的应用──解决中/浅水下回接问题[J];国外油田工程;1999年11期
8 寇杰;;柱状气液旋流分离器的研究现状及应用前景[J];石油机械;2006年04期
9 康凯;李刚;许予勖;;气液常温分离工艺在涩北一号气田的应用[J];青海石油;2008年01期
10 门长峰;曹雅萍;;蒸汽驱气体示踪剂取样器研制与应用[J];石油机械;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭凯;陈颖;;分液冷凝器中气液分离过程的理论分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
2 康勇;;超声速低温气液分离器物性变化分析[A];制冷空调新技术进展——第四届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2006年
3 陈明奕;;管道气液分离方法及装置[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
4 陈明奕;;管道气液分离方法及装置[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
5 彭晓峰;;高性能冷凝器技术原理与工程实践[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
6 王良华;姚克俭;祝俊丽;俞晓梅;;气升式内环流反应器的流体力学实验研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
7 张同旺;王金福;罗孜;金涌;;新型内环流反应器流动行为的研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年
8 刘正;;化工废水达标排放技术[A];中国水污染防治技术装备论文集(第四期)[C];1998年
9 谢堃;周华;葛茂泉;;R717双蒸发温度三级混流制冷系统热力学分析[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 刘梦溪;卢春喜;时铭显;;三相强制环流反应器局部传质行为的研究[A];中国化工学会2005年石油化工学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 通讯员 曹晓斌记者 杨文礼;亚洲最大天然气处理厂完工[N];中国石油报;2008年
2 陈伟立;锅炉给水除氧另辟蹊径[N];中国石化报;2004年
3 记者 张郁民;大庆炼化公司发生火灾爆炸事故[N];中国化工报;2006年
4 唐萍陈珊珊 任松筠;农作物秸秆可“炼”出“三宝”[N];新华日报;2008年
5 蒋万全;塔里木油田天然气回收工程投产[N];中国化工报;2006年
6 王翰林;易元明发明天然新制冷技术[N];科技日报;2000年
7 杨文礼通讯员 曹晓斌;长庆最大的天然气处理厂开工[N];中国石油报;2007年
8 李伟;技术二次开发树低碳标杆[N];中国石化报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 薛国民;油田地面油气水三相流测量方法及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 陈雪清;多孔隔板联箱的气液分离特性及分液冷凝制冷系统性能[D];广东工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭凯;多孔结构联箱中气液分离过程的数值模拟[D];广东工业大学;2012年
2 胡方剑;微流控芯片原子荧光分析系统的研究[D];浙江大学;2006年
3 熊伟;叶轮式除雾器气液分离过程的数值模拟[D];武汉科技大学;2007年
4 钟万福;除气旋流器结构设计及实验研究[D];大庆石油学院;2009年
5 范大为;气—液分离水力旋流器理论与试验研究[D];大庆石油学院;2009年
6 黄柏根;原油三相分离连续计量装置的研制及工业化[D];浙江大学;2008年
7 吴尚鑫;基于气液分离式油井含水率测量实验与应用[D];大庆石油学院;2008年
8 胡蓓蓓;升流式厌氧污泥床(UASB)数值模拟研究[D];郑州大学;2009年
9 王英;用于天然气净化的导叶式旋风管三相旋流分离数值模拟研究[D];华南理工大学;2012年
10 吴琼;锥芯式超音速分离器的研发及凝结流动研究[D];大连理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026