多杯等流型油气分离器外层材料比选实验研究.pdf

第 4 4卷第 3期 2 0 1 5年 3月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a ]I n d u s t r y V o 1 ． 4 4，N o ． 3 M a r c h ．2 0 1 5 多杯等流型油气分离器外层材料比选实验研究 韩洪升，董 萌 陈 北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 1 6 3 3 1 8 摘 要 在井下作业中，油气分离器得到了普遍的使用，多沉降杯等流型油气分离器可以通过沉降杯的 沉降作用，达到气液分离更加充分的目的。实验通过研究将 1 0种不同材料喷涂到沉降杯表面后分别进行气液 分离实验，将实验数据进行比较 ，最终确定醇酸黄磁是气液分离效果最好的材料。 关键词油气分离器 ；沉降；气泡运动速度；气泡停留时间 中图分类号T E 3 5 7 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 5 0 3 0 4 9 1 0 2 Co m pa r i s o n a n d Se l e c t i o n o f Su r f a c e M a t e r i a l s o f M u l t i c u p I s o flux Oi l - g a s Se pa r a t o r HAN Hon g s h e n g， DONG M e n g C o l l e g e o f P e t r o l e u m E n g i n e e ri n g ，N o r t h e a s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y ，He i l o n g j i a n g Da q i n g 1 6 3 3 1 8 ，C h i n a Ab s t r a c t Oi l g a s s e p a r a t o r i s wi d e l y u s e d i n d o wn h o l e o p e r a t i o n a t h o me a n d a b o a r d ． Th e mu l t i c u p i s o fl u x o i l - g a s s e p a r a t o r c a n m a k e g a s l i q u i d s e p a r a t i o n mo r e s u ffi c i e n t b y s e t t l e me n t a c t i o n o f s e d i me n t c u p ． I n t h i s p a p e r , g a s - l i q u i d s e p a r a t i o n e x p e ri me n t wa s s t u d i e d b y d i ffe r e n t s e d i me n t c u p s wh o s e s u r f a c e wa s r e s p e c t i v e l y s p r a y e d wi t h1 0 k i n d s o f ma t e ri a l s ， a n d e x p e r i me n t a l d a t a we r e c o mp a r e d ． Th e r e s u l t s s h o w t h a t a l k y d e n a me l i s t h e b e s t s u ffic i e n t ma t e ria l f o r g a s l i q u i d s e p a r a t i o n ． Ke y wo r d s Oi l g a s s e p a r a t o r ； S e t t l e me n t ； Ve l o c i ty o f b u b b l e ； S t a n d i n g t i me o f b u b b l e 目前 ，如何提高采油系统效率是影响油 田产量 的一个重要因素。多杯等流型油气分离器根据降低 液体下降速度从而使气液分离更充分的原理，有效 地提高了采油系统效率。为了进一步优化其油气分 离效果 ， 本次实验选择了 1 0种不 同性质的材料 ，由 于气泡运动速度与气液分离效率 之间成 正 比例关 系 ， 所 以实验首先 比较气泡在这喷涂了这 1 0种材料 玻璃板表面的运动速度。之后选取效果最好的 2种 材料喷涂到分离器的沉降杯上进行气液分离实验， 最终选择出分离效率最好的材料 。 1 实验部分 1 ． 1 气泡在材料表面运动速度实验 首先准备好 1 1块玻璃板 ，分别将醇酸铁红 、 醇酸黑磁、醇酸红丹、铁红防锈、醇酸灰调合、硝 基铁红防锈 、铁红环氧脂 、醇酸黄磁、灰氯磺化聚 乙烯 、酚醛红丹防锈喷涂到玻璃板上，按顺序标记 l 一 1 0号 ，剩下的空白玻璃板标记为 1 1 号 。分别将 涂有上述材料的玻璃板放置在水 中和油中，测定气 泡的运动速度 。 1 ． 1 ． 1 在水 中平板表面气泡的运动速度实验 将准备好的 1 1 块平板分别以 3 0 。， 4 5 。， 6 0 。倾 角放人盛满水 的透明容器中，然后得到气泡在不同 倾角平板表面的运动速度 。 ，所得结果如图 1 ， 图 2 ， 图 3所示 。 可以看出，喷涂不 同材料平板的气泡运动速度 与倾角的角度成正比 。气泡在 8号板表面运动速 度最快 ，在 9号板表面运动速度仅次于 8号板。 1 ． 1 ． 2 在油 中平板表面气泡的运动速度实验 将 1 1 块玻璃板按照刚才的3 种倾角分别放人油 中 ，所得结果如图 4 ，图 5 ，图 6所示 。 可以看出，喷涂不 同材料平板的气泡运动速度 与倾角的角度成正 比。气泡在 8号板和 9号板上的 运动速度最快 。 所以 8号板的材料和 9号板 的材料 ， 即醇酸黄磁、灰氯磺化聚乙烯将被选作进行下一步 实验 的材料。 1 ． 2 气液分离效果对比实验 准备三个沉降杯 ，其中两个分别喷涂醇酸黄磁 和灰氯磺化聚乙烯，剩余一个不喷涂材料，使用这 三种沉降杯在油气比分别是 4 0 1 、5 0 1 、 6 0 1 ， 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 9 2 4 作者简介 韩洪升，男，教授 ，研究方向多相管流和数值模拟。E - m a i l h a n h s 5 0 0 7 2 7 s i n a ． c o m 。 通讯作者 董萌，男，硕士，研究方向多相管流和数值模拟。E - m a i l d e m o n d 3 4 s i n a ． c o m 。 4 9 2 当 代 脱气效率为 9 9 ％时进行气液分离实验 ， 结果如表 1 化 工 2 0 1 5 年 3 月 1 2 1 0 8 一 6 型 蓥 2 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 扳 号 图 1平板以 3 0 。倾角放置时气泡在表面的运动速度 F i g ． 1 Ve l o c i t y o f bu b b l e o n 3 0 。 g l a s s pa n e l 8 1 6 l 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 板 号 图 3平板 以 6 0 。倾角放置时气泡在表面的运动速度 F i g ． 3 Ve l o c i ty o f b u b b l e o n 6 0 。 g l a s s p a n e 2． 0 ，1 ．5 垂 o 臀 0． 5 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l 0 1 1 板 号 图 5 平板 以 4 5 。倾角放置 时气泡在表面的运动速度 F i g ． 5 Ve l o c i ty o f b u b b l e O i l 4 5 。g l a s s p a n e 表 1 脱气效率达到 9 9 ％ ，3种油气 比时气泡停 留时间 T a b l e 1 S t a n d i n g t i m e o f b u b b l e u n d e r 3 g a s - o i l r a t i o wh e n d e g a s s i n g e ffi c i e n c y r e a c h e s 9 9 ％ 2 结 论 相 比未喷涂材料的沉降杯上的停留时间，气泡 在喷 涂醇 酸黄 磁 的沉 降杯上 停 留时 问在 油气 比 4 0 1 、5 0 1 、6 0 1时分别减少了 6 ． 3 5 ，5 ． 1 2和 3 ．7 9 S 。 在喷涂灰氯磺化聚乙烯的沉降杯上， 气泡的 停留时间在油气 比 4 0 1 、5 0 1 、6 0 1时减少 了 所示。 l 4 1 2 一 10 三 8 ＼ a ， 4 2 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 l 0 l 1 板 号 图2平板以4 5 。倾角放置时气泡在表面的运动速度 Fi g ． 2 Ve l o c i ty o f b u b b l e o n 4 5 。 g l a s s p a n e l 2 l 0 O ． 8 三 亩0 0 督 0 ． d O． 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 O l 1 板 号 图 4 平板 以 3 0 。倾角放置 时气泡在表面的运动速度 F i g ． 4 Ve l o c i ty o f b u b b l e o n 3 0 。g l a s s p a n e 2． 5 2． 0 ， 1 5 删 1 ． 0 督 划 O ．5 O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 l 板 号 图 6 平板以 6 O 。倾角放置时气泡在表 面的运动速度 Fi g ． 6 Ve l o c i ty o f b u b b l e o n 6 0 。 g l a s s p a n e 1 ． 2 6 ，1 ． 6 7和 0 ． 8 6 S ，所 以醇酸黄磁是所选 1 0种材 料中最有利于气液分离的材料 。 参考 文献 [ 1 ] 车得福 ，林宗虎，陈学俊． 气泡在垂直向上流动液体中的形成[ J 1 ． 西安交通大学学报 ，1 9 9 4 ，2 82 9 7 1 0 2 ． [ 2] 蒋炎坤． 水下排气气泡运动特性及其数值模拟研究l J J ． 华中科技 大学学报 ，2 0 0 4 ，3 2 1 O 4 9 2 5 0 ． [ 3] 程文．水中气泡上升速度的实验研究l J I _ 西安理 r 大学学报 ， 2 0 0 0 ，1 6 1 5 7 2 6 0 ． [ 4] 李小明． 气泡在不同液体中上升速度的实验研究Ⅲ．西安交通大 学学报， ，2 0 0 3 ，3 79 9 7 2 ． [ 5 ] 刘景宇． 多杯等流型气液分离器分离效果及优选实验研究[ DI． 大庆 石油学院，2 0 1 0 4 3 4 4 ． 2 O 8 6 4 2 0 7 II I。 一 ＼ 督