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薄板式静态混合器混合性能数值模拟

化学工程 2024年第2期52卷 78-82,88页

作者：谷雨安申法陈家庆姬宜朋栾智勇丁国栋肖建洪北京石油化工学院机械工程学院北京102617 深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室北京102617 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257067

薄板式静态混合器内构件简单、通量高、压降低,可以有效降低稀释水掺混能耗。文中以不均匀系数ψ和管路压降Δp作为评价指标,利用CFD(计算流体动力学),对比分析单直管、单顺流羽状管、单逆流羽状管和双顺流羽状管等4种注水方式的混合效... 详细信息

薄板式静态混合器内构件简单、通量高、压降低,可以有效降低稀释水掺混能耗。文中以不均匀系数ψ和管路压降Δp作为评价指标,利用CFD(计算流体动力学),对比分析单直管、单顺流羽状管、单逆流羽状管和双顺流羽状管等4种注水方式的混合效果和压降。研究发现,在注水管安装在L/D=5.3处,单管注入时,注水两侧形成的径向二次流强度Se变化缓慢,稳定的涡旋流在混合器内产生混合“死区”,降低了静态混合器的油水混合速度;当ψ降至0.05时,混合距离超过18D。此混合死区解释了单管注入时分散相注入点附近易出现局部高浓度区。双顺流羽状管注入时,对撞水相产生较高径向二次流强度Se,且迅速降低。快速变化的流场显著减少混合距离,与单管注入相比,ψ降至0.05时混合距离减少76.9%,Δp增加1.5%。

关键词：油水混合数值模拟薄板式静态混合器注水方式

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基于介电泳的液滴动力学行为研究

化学工程 2024年第7期 64-69页

作者：郭星张宝生陈家庆曲柏宇安申法栾智勇董建宇石熠高一鸣北京石油化工学院机械工程学院北京石油化工学院深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院

为探究非均匀电场下液滴受介电泳作用的运动及变形，采用COMSOL MultipysicsTM软件，研究波纹板-平板电极结构下液滴的运动与变形规律，讨论平板-平板电极与波纹板-平板电极的液滴动力学差异，分析电场参数、工质参数对单个液滴运动速... 详细信息

为探究非均匀电场下液滴受介电泳作用的运动及变形，采用COMSOL MultipysicsTM软件，研究波纹板-平板电极结构下液滴的运动与变形规律，讨论平板-平板电极与波纹板-平板电极的液滴动力学差异，分析电场参数、工质参数对单个液滴运动速度及变形的影响。结果表明：随着时间增加，较平板-平板电极结构，波纹板-平板电极结构中液滴速度与变形差异逐渐增大；随着电压幅值增加，电场梯度的增大导致液滴速度增加，最高增至3.03 mm/s,同时电场力的增加导致液滴变形加剧；交流矩形波对液滴运动速度及变形的影响强于交流正弦波、交流三角波、交流锯齿波；随着油相黏度减小，液滴所受阻力减小，其运动速度及变形增大，0.2 Pa·s时液滴的最大变形量可以达到3.73;当液滴位置逐渐靠近波谷位置，其所受电场强度及电场力逐渐增加，导致液滴运动速度及形变量增加。相关结论可为原油脱水与油静电净化领域提供理论基础。

关键词：液滴电场相场运动速度变形度

交联聚醚破乳剂对胜利油田二元驱采出液破乳性能研究

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日用化学工业（中英文） 2024年第7期54卷 795-802页

作者：孙立梅何海峰安申法栾智勇孙鹏王阳严峰中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257000 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司孤东采油厂山东东营257000 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂山东东营257000 天津工业大学化学学院天津300387

针对胜利油田二元驱采出液存在的破乳困难问题,将脱水型聚醚破乳剂(BP01,TA01和PA08)与清水型聚醚破乳剂(PEI01)交联,制备出交联聚醚破乳剂D-BP,D-TA和D-PA,研究了交联聚醚破乳剂的界面活性和对油水界面膜强度的影响,以及对二元驱采出... 详细信息

针对胜利油田二元驱采出液存在的破乳困难问题,将脱水型聚醚破乳剂(BP01,TA01和PA08)与清水型聚醚破乳剂(PEI01)交联,制备出交联聚醚破乳剂D-BP,D-TA和D-PA,研究了交联聚醚破乳剂的界面活性和对油水界面膜强度的影响,以及对二元驱采出液的破乳效果。结果表明,在三种交联聚醚破乳剂中,具有超支化结构的D-PA在油水界面上的吸附作用力最强,界面活性最高;D-PA对稀释原油与采出水油水界面膜的影响最大,其吸附在油水界面后形成的界面膜的扩张模量最低。D-PA破乳剂对W/O乳状液的脱水率达到94.4%,对O/W乳状液的除油率达到98.1%。更为重要的是,其能同步处理含W/O和O/W复杂乳状液。D-PA对含W/O和O/W复杂乳状液的综合脱水率高于98%,处理后污水含油低于30 mg/L,游离态聚合物保留率达到了94.8%,油水界面整齐,无乳化中间层,表现出良好的破乳效果。

关键词：二元驱采出液交联聚醚破乳剂破乳聚合物

离心超重力油水分离器流场特性的数值模拟研究

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石油机械 2024年第2期52卷 107-114页

作者：栾智勇安申法高生伟王阳朱秀娟于春辉于滨中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院中国石化胜利油田分公司孤岛采油厂

随着油田开采逐渐进入高含水期,对油水分离器的性能要求也愈发严格,现有油水分离器已很难达到分离要求,油水分离领域亟需新的研究进展。通过数值模拟的方法对一种新型离心超重力油水分离器流场特性进行了研究。从流动参数、结构参数以... 详细信息

随着油田开采逐渐进入高含水期,对油水分离器的性能要求也愈发严格,现有油水分离器已很难达到分离要求,油水分离领域亟需新的研究进展。通过数值模拟的方法对一种新型离心超重力油水分离器流场特性进行了研究。从流动参数、结构参数以及物性参数3个方面探究不同参数对分离器分离性能及流场特性的影响规律。研究结果表明:各含水体积分数情况下该分离器分离效果都较好,油出口分离效率随着含水体积分数上升而减小,且含水体积分数较高时水出口的含油量较低;随着入口流量的增大,水出口含油量不断增大,油出口分离效率先减小后基本不变;随着电机转速的增大油出口分离效率先增大后基本不变,电机转速为500 r/min时,油出口分离效率为82%,电机转速为1500 r/min时,油出口分离效率增大至97%;在模拟范围内叶片数量与分离效果呈正相关;油密度和油黏度与分离器分离效果均呈负相关,其值越大分离效果越差。研究结果可为离心超重力油水分离器的实际应用提供理论指导。

关键词：油水分离器离心超重力流场特性分离性能含水体积分数电机转速

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环形异向流浅层流场油滴流动及分离特性研究

石油机械 2024年第5期52卷 98-106页

作者：艾星宇邢宇涵蔡小垒陈家庆丁国栋安申法王秀军北京石油化工学院机械工程学院深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室中石化胜利油田分公司石油工程技术研究院中海油研究总院有限责任公司

目前关于环形多层异向流浅层流道内液滴流动和油水分离特性的研究尚不够深入。为此,借助流体动力学方法,对环形异向流浅层流道内分散油滴运移分离特性和多层浅层流道速度分布特性进行分析。研究结果表明:环形异向流浅层流道内油滴浮升... 详细信息

目前关于环形多层异向流浅层流道内液滴流动和油水分离特性的研究尚不够深入。为此,借助流体动力学方法,对环形异向流浅层流道内分散油滴运移分离特性和多层浅层流道速度分布特性进行分析。研究结果表明:环形异向流浅层流道内油滴浮升至斜板表面所需板长为96 mm,小于理论计算所需板长122 mm;浅层通道内层间速度分布对分离效率影响较大,下层流道入口速度峰值为0.00805 m/s,环形多层浅层通道内油相浮升过程中会遇到交叉流,显著影响浅层通道分离效率;滑移距离是影响浅层通道间分离效率的重要因素,当板长为350 mm、油滴粒径为50μm时,滑移距离占板长38.35%。所得结论可为基于浅层沉降强化分离理论的紧凑型采出水处理设备结构创新优化设计提供理论支撑。

关键词：采出水处理环形异向流浅层沉降分离数值模拟流道速度分离效率滑移距离

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油田堵水调剖作业地面混配注入系统研制及应用

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石油机械 2023年第8期51卷 115-123页

作者：安申法胜利油田分公司石油工程技术研究院

随着油田堵水调剖技术的发展,注入聚合物的种类逐渐多样化,对聚合物的配置精度和效率提出了更高要求。为满足局部区块堵水调剖作业需求,研制了一套用于自动混配和注入的地面配注系统,该系统包括进料、熟化、泵注、井口和监控5个主要模块... 详细信息

随着油田堵水调剖技术的发展,注入聚合物的种类逐渐多样化,对聚合物的配置精度和效率提出了更高要求。为满足局部区块堵水调剖作业需求,研制了一套用于自动混配和注入的地面配注系统,该系统包括进料、熟化、泵注、井口和监控5个主要模块,可用于2种粉状和2种液态物料的分别或同时配注。根据堵水调剖工艺要求,设计了总体结构方案,针对关键模块和装置开展了结构优化。考虑粉状物料的离散颗粒特性,设计了以螺旋输送和射流吸入方式相结合的进料装置,实现了定量和连续进料;通过配置2套搅拌罐,并由监控系统对各模块工况监测和控制,交替完成熟化和泵注,确保连续不停机工作。现场应用表明,该系统可实现“两固两液”物料同时或分别配注,不需要人工上料和操作,配置精度和可靠性适应堵水调剖工艺要求。研制与研究为装置的推广应用奠定了基础。

关键词：堵水调剖地面系统粉液混配定量进料自动化

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油田堵调作业地面混配注入系统研制及应用

石油机械 2023年

作者：安申法胜利油田分公司石油工程技术研究院

随着油田堵水调剖技术的发展，注入聚合物的种类逐渐多样化，对配置精度和效率提出了更高要求。为满足局部区块堵调作业需求，本文研制了一套用于自动混配和注入的地面配注系统，包括进料、熟化、泵注和监控四个主要模块，可用于两种粉... 详细信息

随着油田堵水调剖技术的发展，注入聚合物的种类逐渐多样化，对配置精度和效率提出了更高要求。为满足局部区块堵调作业需求，本文研制了一套用于自动混配和注入的地面配注系统，包括进料、熟化、泵注和监控四个主要模块，可用于两种粉状和两种液态物料的分别或同时配注。根据堵调工艺要求，设计了总体结构方案，针对关键模块和装置开展了结构优化。考虑粉状物料的离散颗粒特性，设计了螺旋输送和射流吸入相结合的进料装置，实现了定量和连续进料；通过配置两套搅拌罐，并由监控系统对各模块工况监测和控制，交替完成熟化和泵注，确保连续不停机工作。现场应用表明，本系统可实现“两固两液”物料同时或分别配注，不需要人工上料和操作，配置精度和可靠性适应堵调工艺要求，为装置的推广应用奠定了基础。

关键词：堵水调剖地面系统粉液混配定量进料自动化

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水力裂缝内流场分布的有限元分析

北京理工大学学报 2004年第1期24卷 27-30页

作者：鲁连军孙逢春安申法肖海华北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081 胜利油田有限公司采油工艺研究院山东东营257000 胜利油田石油学校山东东营257089

用局部径向流场假设对原一维流场假设进行修正,建立了新的拟三维模型.用有限元方法对缝内的流场分布进行求解,得到了缝内的流线分布及流量沿缝高方向的分布情况,该分布情况与局部径向流场假设所得的分布情况一致.说明了建立的新模型比... 详细信息

用局部径向流场假设对原一维流场假设进行修正,建立了新的拟三维模型.用有限元方法对缝内的流场分布进行求解,得到了缝内的流线分布及流量沿缝高方向的分布情况,该分布情况与局部径向流场假设所得的分布情况一致.说明了建立的新模型比原拟三维模型有较大改进.新模型考虑了压裂液在缝高方向上的压力降,对于控层较差情况下的缝高预测,比原一维水平流场假设更接近于真实值.

关键词：水力压裂数值模拟有限元法

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电磁分离技术用于油田油水分离的分析研究

工业水处理 2023年第6期43卷 91-98页

作者：安申法栾智勇王阳陈小强冯献磊彭爱武赵凌志中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院山东东营257000 中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

电磁油水分离是一种新型环保高效的油水处理技术,在导电性油水处理方面表现出明显的优势,是目前的研究热点之一。基于胜利油田典型联合站采出液实测电导率,理论分析了油田采出液的电磁分离过程,并对不同含油量油田采出液的电磁分离过程... 详细信息

电磁油水分离是一种新型环保高效的油水处理技术,在导电性油水处理方面表现出明显的优势,是目前的研究热点之一。基于胜利油田典型联合站采出液实测电导率,理论分析了油田采出液的电磁分离过程,并对不同含油量油田采出液的电磁分离过程进行了数值模拟和仿真分析;在此基础上结合油田生产过程,提出了电磁油水分离技术在油田中的应用方式。结果表明:油田采出液电磁分离具有超重力分离和气浮分离的优势,分离效率高;对含油10^(4)~10^(5)mg/L的采出液,电磁分离可实现原油富集;对含油10^(3) mg/L的采出液,电磁分离可用于回注水处理。电磁油水分离技术为高含水油田采出液处理提供了新思路,对未来油田采出液油水分离新技术的探索具有重要意义。

关键词：油田采出液电磁分离超重力分离油水混合流