旋流分離及同井注采技術

第一章旋流分離技術概述1
第一節(jié)水力旋流器研究熱點可視化分析 1
一、水力旋流器的發(fā)展 1
二、水力旋流器熱點關鍵詞分析 2
三、基于可視化分析結(jié)果的發(fā)展過程分析 6
四、基于可視化分析結(jié)果的發(fā)展趨勢展望 7
第二節(jié)旋流分離技術的特點 7
一、旋流分離技術的優(yōu)點 7
二、旋流分離技術的缺點 8
第三節(jié)水力旋流器的結(jié)構(gòu)及工作原理 9
一、固-液分離水力旋流器 9
二、液-液分離水力旋流器 11
三、氣-液分離水力旋流器 12
四、氣-固分離水力旋流器 14
五、顆粒分級水力旋流器 15
第四節(jié)水力旋流器的分類 17
一、按分離介質(zhì)分類 17
二、按結(jié)構(gòu)特點分類 17
三、按離散相介質(zhì)濃度分類 19
四、按旋流器尺寸分類 19
五、按安裝方式分類 19
六、按分離場域特性分類 20
第五節(jié)水力旋流器分離性能評價方法 22
一、質(zhì)量效率 22
二、簡化效率 23
三、綜合效率 23
四、級效率 24
五、其他分離效率 25
六、壓力降 26
七、壓降比 26
第六節(jié)旋流分離器分離特性的影響因素 26
一、入口流量特性 26
二、壓力變化特性 28
三、分流比變化特性 32
四、結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 34
五、其他影響因素 36
參考文獻 40
第二章旋流分離理論基礎42
第一節(jié)渦流運動基本理論 42
一、渦的定量表征 43
二、旋轉(zhuǎn)流基本方程 43
三、自由渦運動 44
四、強制渦運動 46
五、組合渦運動 47
六、源流與匯流 50
七、螺線渦運動 52
第二節(jié)旋流分離機理 55
一、離散相液滴的受力分析 56
二、顆粒與流體的相互作用 59
三、旋流聚結(jié)機理 62
第三節(jié)水力旋流器內(nèi)的速度場分布 64
一、切向速度 64
二、軸向速度 66
三、徑向速度 73
第四節(jié)水力旋流器內(nèi)的壓力分布與能量損失 78
一、水力旋流器內(nèi)的壓力分布 79
二、水力旋流器內(nèi)的能量損失 81
參考文獻 84
第三章旋流分離技術研究方法89
第一節(jié)數(shù)值模擬方法 89
一、湍流模型 89
二、多相流模型 95
三、基于歐拉-歐拉方法的流場特性分析 99
第二節(jié)分離性能實驗方法 101
一、氣-液旋流分離性能實驗 101
二、固-液旋流分離性能實驗 104
三、液-液旋流分離性能實驗 108
第三節(jié)流場測試方法 110
一、基于LDV的速度場測試 110
二、基于PIV的速度場測試 113
三、基于HSV的離散相運動行為分析 118
四、基于染色法的流場測試 128
五、其他流場測試方法 130
第四節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法 132
一、試驗設計基礎 132
二、單因素法 133
三、最陡爬坡法 137
四、正交試驗設計 138
五、響應曲面設計 144
六、提升模擬分析效能的快速優(yōu)化方法 146
參考文獻 156
第四章旋流分離技術的應用162
第一節(jié)旋流分離技術在化工領域的應用 162
一、旋流分離技術在甲醇制烯烴工藝廢水處理中的應用 162
二、旋流分離技術在催化劑顆粒回收中的應用 163
第二節(jié)旋流分離技術在食品領域的應用 165
一、旋流分離技術在分離豌豆?jié){液淀粉中的應用 165
二、旋流分離技術在制備糯米粉中的應用 167
第三節(jié)旋流分離技術在生物領域的應用 170
一、旋流分離技術在動物細胞分離領域的應用 170
二、旋流分離技術在微藻提取中的應用 171
三、旋流分離技術在醫(yī)療廢水處理中的應用 173
第四節(jié)旋流分離技術在冶金領域的應用 174
一、旋流分離技術在煤礦選煤中的應用 174
二、旋流分離技術用于銅冶煉爐灰除鉛 175
第五節(jié)旋流分離技術在環(huán)境保護領域的應用 176
一、旋流分離技術在城市污水處理中的應用 176
二、旋流分離技術在海洋平臺含油污水處理中的應用 178
第六節(jié)旋流分離技術在石油領域的應用 179
一、石油領域內(nèi)的氣-液分離水力旋流器的應用 179
二、海洋平臺可燃冰開采中固-液分離水力旋流器的應用 182
三、旋流分離技術在同井注采技術中的應用 184
參考文獻 184
第五章同井注采技術概述187
第一節(jié)同井注采技術背景 187
第二節(jié)同井注采技術發(fā)展現(xiàn)狀 187
第三節(jié)同井注采技術原理及優(yōu)勢 193
第四節(jié)同井注采封隔工藝分類 194
一、上采下注封隔工藝 194
二、下采上注封隔工藝 194
三、其他封隔工藝 195
第五節(jié)動力系統(tǒng)及注采方式 195
一、雙泵抽吸式注采工藝 195
二、單泵增壓式注采工藝 196
第六節(jié)同井注采技術發(fā)展趨勢 197
一、面臨的挑戰(zhàn) 197
二、發(fā)展趨勢 198
參考文獻 200
第六章井下油水旋流分離技術203
第一節(jié)軸入式水力旋流器研究現(xiàn)狀 203
第二節(jié)井下軸入式旋流分離技術 204
一、軸入式水力旋流器結(jié)構(gòu)及工作原理 205
二、軸入式水力旋流器研究方法 205
三、軸入式水力旋流器試驗結(jié)果分析 205
第三節(jié)井下軸入式兩級串聯(lián)旋流分離技術 210
一、井下軸入式兩級串聯(lián)結(jié)構(gòu)及工作原理 210
二、處理量對流場特性及分離性能的影響 211
三、分流比對流場特性及分離性能的影響 213
四、井下軸入式兩級串聯(lián)水力旋流器實驗 215
第四節(jié)井下微型油水旋流分離技術 217
一、微型水力旋流器結(jié)構(gòu)及工作原理 217
二、微型水力旋流器研究方法 218
三、微型水力旋流器優(yōu)化結(jié)果分析 220
第五節(jié)井下螺旋分離技術 222
一、螺旋分離器結(jié)構(gòu)及工作原理 223
二、螺旋分離器內(nèi)部流場數(shù)值模擬與驗證 224
三、螺旋分離器油水分離適應性試驗研究 236
第六節(jié)井下多級螺旋分離技術 244
一、多級螺旋分離器結(jié)構(gòu)設計 244
二、多級螺旋分離器仿真與試驗結(jié)果分析 245
第七節(jié)井下氣舉式油水分離技術 253
一、氣舉式水力旋流器結(jié)構(gòu)及工作原理 253
二、氣舉式水力旋流器研究方法 254
三、氣舉式水力旋流器實驗結(jié)果分析 255
第八節(jié)高產(chǎn)液量條件下井下多級串接并聯(lián)旋流分離技術 259
第九節(jié)基于3D打印的變螺距式旋流分離技術 261
一、變螺距式水力旋流器結(jié)構(gòu)設計 261
二、操作參數(shù)對變螺距式水力旋流器分離性能的影響 261
參考文獻 266
第七章井下氣-液旋流分離技術269
第一節(jié)井下緊湊型氣-液旋流分離技術 269
一、緊湊型氣-液分離水力旋流器工作原理及結(jié)構(gòu)設計 269
二、緊湊型氣-液分離水力旋流器室內(nèi)實驗性能研究 271
三、倒錐長度對緊湊型氣-液分離水力旋流器分離性能影響規(guī)律分析 271
第二節(jié)超低產(chǎn)液量條件下井下微型氣-液旋流分離技術 277
一、微型氣-液分離水力旋流器工作原理及結(jié)構(gòu)設計 277
二、微型氣-液分離水力旋流器分離性能測試實驗方法 277
三、不同操作參數(shù)對微型氣-液分離水力旋流器分離性能影響規(guī)律分析 279
第三節(jié)同井注采井筒內(nèi)油氣水三相旋流分離技術 281
第四節(jié)高氣液比條件下井下氣-液旋流分離技術 283
一、適用于螺桿泵井高氣液比條件下的旋流分離技術 283
二、適用于抽油機井高氣液比條件下的旋流分離技術 284
第五節(jié)適用于脈動條件下的井下氣-液旋流分離技術 285
參考文獻 287
第八章井下水力聚結(jié)-旋流分離技術289
第一節(jié)水力聚結(jié)技術 290
一、水力聚結(jié)裝置及工作原理 290
二、水力聚結(jié)裝置的性能分析 290
第二節(jié)水力聚結(jié)-旋流分離機理分析 299
第三節(jié)水力聚結(jié)-旋流分離裝置 301
第四節(jié)水力聚結(jié)-旋流分離裝置的性能驗證 301
參考文獻 311
第九章同井注采技術的現(xiàn)場應用316
第一節(jié)同井注采技術現(xiàn)場應用現(xiàn)狀 316
一、同井注采工藝管柱設計方案 317
二、工藝初期現(xiàn)場試驗及問題分析 319
三、工藝管柱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究 320
四、現(xiàn)階段工藝系統(tǒng)的形成 324
五、油田現(xiàn)場試驗效果分析 326
第二節(jié)同井注采工藝動力泵組的參數(shù)選擇及適用性拓展 332
一、注采泵的參數(shù)選擇及設計 332
二、不同套管尺寸下的同井注采工藝 337
第三節(jié)同井注采工藝內(nèi)配套監(jiān)測及封隔系統(tǒng) 339
一、同井注采工況遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺開發(fā) 339
二、井下注采封隔工藝 343
參考文獻 345