摘要：针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

摘要：针对油田开采过程中流量脉动对气液旋流分离器的流场特性和分离性能影响开展研究。应用计算流体动力学方法,在入口流量有无脉动条件下,探讨了轴向速度、径向速度、切向速度及压力等参数的分布规律。根据数值模拟结果,分析了脉动流条件下,分离效率降低的原因,指明了新结构模型设计优化方向,从而为提高脉动流条件下旋流器的分离效率提供了参考依据。

摘要：针对一种叶片导流式螺旋分离器结构特点,设计一种模拟螺旋分离器螺旋流场中流体转速对油滴粒度分布影响的测量实验,并通过马尔文激光粒度仪实验仪器对油水混合液中的分散相粒度及其分布进行测量。研究获得油相体积分数2%情况下,各转速状态下油滴粒径典型频率分布规律,揭示了平均粒径与流体转速近似成幂指数关系。通过基于测量粒度分布开展的CFD数值模拟与实验测得的分离效率数据对比,二者基本一致,表明了该方法在特定转速下的粒度分布可有效用于开展CFD数值模拟计算。研究对于进一步开展螺旋分离器结构、操作等参数优化及油水两相流场分析等数值模拟及分析提供参考。

摘要：为解决天然气井井下气相夹液及超高气液比气液分离器分离效率低等问题,设计了一种适用于高气液比井下的气液分离装置。通过数值模拟研究及正交试验法确定了分离器较优结构模型,并分析了不同进口速度、气液比以及分流比对其分离效率的影响。研究结果表明:影响分离器分离效率因素的主次程度依次为聚集挡板角度>聚集挡板间距>聚集挡板数,在27 m^(3)/d的流量下,75.9 mm内径的井下气液分离装置的最优结构为聚集挡板数18个,聚集挡板间距40 mm,聚集挡板角度45°,且当气液比为7∶1、装置进口速度为15 m/s、分流比为7∶1时,分离效率达93.6%;将装置第一级设置为聚结螺旋轴入式旋流分离可使气液分离效率得以提升。所得结论可为天然气井井下气液分离器的设计提供技术参考。

摘要：为研究气液旋流分离器的气液分离性能,解决油气产出液中潜在高含气导致泵气锁的问题。基于旋流分离理论,设计了一种新型螺旋气液分离器。在不同气液比条件下对其内部流场进行研究。研究结果表明:随着分流比的增加,旋流器的内壁面和底流口附近的含气体积分数显著降低,同时旋流器溢流压力损失逐渐增大,而底流压力损失逐渐减小,溢流压力损失增加的速率与底流压力损失减小的速率基本相同;分流比的增加使气液分离器的除气效率逐渐提高,底流含气体积分数逐渐减小。综合分析气液比分别为1∶1、1∶2、1∶5以及1∶8的4种工况,得出了其最佳溢流分流比分别为58%、39%、22%以及15%。研究结果可为高含气油井的井下气液分离装置设计提供依据,同时可为现场应用及操作提供指导。

摘要：针对直径小、弯曲角度大的管道,传统人工作业的方式,存在弯管通过性差、自适应管径能力差等不同程度的问题。应用TRIZ发明问题解决理论,确定设计一种管道内多功能涂覆装置。根据小矮人模型法将装置设计为柔性可调结构,并根据矛盾分析法将装置设计为由喷涂、检测、打磨清理、驱动行走、柔性调节、中央控制等模块组成集于一体的结构,形成最终设计方案。通过实物模型及仿真验证,采用TRIZ理论创新设计的机械结构更加紧凑、更好、能自适应不同管径管道来实现涂覆功能。

摘要：对分层注水恒流堵塞器内流场进行数值模拟,得到恒流堵塞器内部流场的分布规律;分析滑阀不同位置的静压和受力规律,得出恒流原理;基于注水压力工况,提取滑阀不同位置的受力,设计恒流堵塞器的弹簧刚度。开展不同滑阀开度的压降实验和恒流性能实验,压降实验结果与模拟结果吻合较好,恒流性能实验获得了较好的恒流效果,验证了模拟方法和弹簧设计方法的可靠性。

摘要：采用数值模拟方法,对油、水、砂三相介质在渐扩管中流动时受扩张比和雷诺数的影响进行分析,获得了管道内流场的分布规律、砂相和油相的流动特性以及压力分布规律。该研究可为采出液集输管网系统的节能设计提供技术指导。

摘要：发动机排气歧管的内部流场流动均匀性是影响排气歧管换热性能的重要因素。基于计算流体动力学分析,采用RNG k-ε湍流模型,进行发动机排气歧管内部流场的流动均匀程度数值分析;采用响应曲面优化方法,进行排气歧管的最优结构设计。结果表明:排气歧管内部流场的流动均匀程度主要受支管1、3、4弯曲部位的结构影响,优化后的排气歧管流动均匀性满足要求,流动均匀指数较优化前提升6.1%。减小排气歧管支管1、4的内外弯曲半径和增加支管3的弯曲内半径有利于提升流动均匀指数。该结果可为某重型发动机的结构优化设计提供指导。

摘要：利用单因素试验设计方法,针对气举式水力旋流器倒锥参数,开展不同参数下的性能优化研究。利用数值模拟方法,对不同倒锥高度、注气直径和注气速度下的流场特性及分布规律进行分析。结果表明,当倒锥高度为130 mm、注气直径为1.8 mm、注气速度为3.5 m/s时,分离效率达到最佳,较优化前提高了0.98%。对比倒锥参数优化前后的气举式水力旋流器油核分布形态,优化后油核均在倒锥结构上方形成,促进了旋流器分离性能的提升,验证了倒锥参数优化对气举式水力旋流器的重要性。