旋流分離及同井注采技術(shù)

第一章旋流分離技術(shù)概述1
第一節(jié)水力旋流器研究熱點(diǎn)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(diǎn)關(guān)鍵詞分析 2
三、基于可視化分析結(jié)果的發(fā)展過(guò)程分析 6
四、基于可視化分析結(jié)果的發(fā)展趨勢(shì)展望 7
第二節(jié)旋流分離技術(shù)的特點(diǎn) 7
一、旋流分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 7
二、旋流分離技術(shù)的缺點(diǎn) 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(jí)水力旋流器 15
第四節(jié)水力旋流器的分類(lèi) 17
一、按分離介質(zhì)分類(lèi) 17
二、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi) 17
三、按離散相介質(zhì)濃度分類(lèi) 19
四、按旋流器尺寸分類(lèi) 19
五、按安裝方式分類(lèi) 19
六、按分離場(chǎng)域特性分類(lèi) 20
第五節(jié)水力旋流器分離性能評(píng)價(jià)方法 22
一、質(zhì)量效率 22
二、簡(jiǎn)化效率 23
三、綜合效率 23
四、級(jí)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(xiàn) 40
第二章旋流分離理論基礎(chǔ)42
第一節(jié)渦流運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 44
四、強(qiáng)制渦運(yùn)動(dòng) 46
五、組合渦運(yùn)動(dòng) 47
六、源流與匯流 50
七、螺線(xiàn)渦運(yùn)動(dòng) 52
第二節(jié)旋流分離機(jī)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(jī)理 62
第三節(jié)水力旋流器內(nèi)的速度場(chǎng)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(xiàn) 84
第三章旋流分離技術(shù)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(chǎng)特性分析 99
第二節(jié)分離性能實(shí)驗(yàn)方法 101
一、氣-液旋流分離性能實(shí)驗(yàn) 101
二、固-液旋流分離性能實(shí)驗(yàn) 104
三、液-液旋流分離性能實(shí)驗(yàn) 108
第三節(jié)流場(chǎng)測(cè)試方法 110
一、基于LDV的速度場(chǎng)測(cè)試 110
二、基于PIV的速度場(chǎng)測(cè)試 113
三、基于HSV的離散相運(yùn)動(dòng)行為分析 118
四、基于染色法的流場(chǎng)測(cè)試 128
五、其他流場(chǎng)測(cè)試方法 130
第四節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方法 132
一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 132
二、單因素法 133
三、最陡爬坡法 137
四、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 138
五、響應(yīng)曲面設(shè)計(jì) 144
六、提升模擬分析效能的快速優(yōu)化方法 146
參考文獻(xiàn) 156
第四章旋流分離技術(shù)的應(yīng)用162
第一節(jié)旋流分離技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用 162
一、旋流分離技術(shù)在甲醇制烯烴工藝廢水處理中的應(yīng)用 162
二、旋流分離技術(shù)在催化劑顆?；厥罩械膽?yīng)用 163
第二節(jié)旋流分離技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用 165
一、旋流分離技術(shù)在分離豌豆?jié){液淀粉中的應(yīng)用 165
二、旋流分離技術(shù)在制備糯米粉中的應(yīng)用 167
第三節(jié)旋流分離技術(shù)在生物領(lǐng)域的應(yīng)用 170
一、旋流分離技術(shù)在動(dòng)物細(xì)胞分離領(lǐng)域的應(yīng)用 170
二、旋流分離技術(shù)在微藻提取中的應(yīng)用 171
三、旋流分離技術(shù)在醫(yī)療廢水處理中的應(yīng)用 173
第四節(jié)旋流分離技術(shù)在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用 174
一、旋流分離技術(shù)在煤礦選煤中的應(yīng)用 174
二、旋流分離技術(shù)用于銅冶煉爐灰除鉛 175
第五節(jié)旋流分離技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用 176
一、旋流分離技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用 176
二、旋流分離技術(shù)在海洋平臺(tái)含油污水處理中的應(yīng)用 178
第六節(jié)旋流分離技術(shù)在石油領(lǐng)域的應(yīng)用 179
一、石油領(lǐng)域內(nèi)的氣-液分離水力旋流器的應(yīng)用 179
二、海洋平臺(tái)可燃冰開(kāi)采中固-液分離水力旋流器的應(yīng)用 182
三、旋流分離技術(shù)在同井注采技術(shù)中的應(yīng)用 184
參考文獻(xiàn) 184
第五章同井注采技術(shù)概述187
第一節(jié)同井注采技術(shù)背景 187
第二節(jié)同井注采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 187
第三節(jié)同井注采技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì) 193
第四節(jié)同井注采封隔工藝分類(lèi) 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(dòng)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(shù)發(fā)展趨勢(shì) 197
一、面臨的挑戰(zhàn) 197
二、發(fā)展趨勢(shì) 198
參考文獻(xiàn) 200
第六章井下油水旋流分離技術(shù)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(shù) 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(yàn)結(jié)果分析 205
第三節(jié)井下軸入式兩級(jí)串聯(lián)旋流分離技術(shù) 210
一、井下軸入式兩級(jí)串聯(lián)結(jié)構(gòu)及工作原理 210
二、處理量對(duì)流場(chǎng)特性及分離性能的影響 211
三、分流比對(duì)流場(chǎng)特性及分離性能的影響 213
四、井下軸入式兩級(jí)串聯(lián)水力旋流器實(shí)驗(yàn) 215
第四節(jié)井下微型油水旋流分離技術(shù) 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(shù) 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(chǎng)數(shù)值模擬與驗(yàn)證 224
三、螺旋分離器油水分離適應(yīng)性試驗(yàn)研究 236
第六節(jié)井下多級(jí)螺旋分離技術(shù) 244
一、多級(jí)螺旋分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 244
二、多級(jí)螺旋分離器仿真與試驗(yàn)結(jié)果分析 245
第七節(jié)井下氣舉式油水分離技術(shù) 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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 255
第八節(jié)高產(chǎn)液量條件下井下多級(jí)串接并聯(lián)旋流分離技術(shù) 259
第九節(jié)基于3D打印的變螺距式旋流分離技術(shù) 261
一、變螺距式水力旋流器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 261
二、操作參數(shù)對(duì)變螺距式水力旋流器分離性能的影響 261
參考文獻(xiàn) 266
第七章井下氣-液旋流分離技術(shù)269
第一節(jié)井下緊湊型氣-液旋流分離技術(shù) 269
一、緊湊型氣-液分離水力旋流器工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 269
二、緊湊型氣-液分離水力旋流器室內(nèi)實(shí)驗(yàn)性能研究 271
三、倒錐長(zhǎng)度對(duì)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(shù) 277
一、微型氣-液分離水力旋流器工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 277
二、微型氣-液分離水力旋流器分離性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)方法 277
三、不同操作參數(shù)對(duì)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(shù) 281
第四節(jié)高氣液比條件下井下氣-液旋流分離技術(shù) 283
一、適用于螺桿泵井高氣液比條件下的旋流分離技術(shù) 283
二、適用于抽油機(jī)井高氣液比條件下的旋流分離技術(shù) 284
第五節(jié)適用于脈動(dòng)條件下的井下氣-液旋流分離技術(shù) 285
參考文獻(xiàn) 287
第八章井下水力聚結(jié)-旋流分離技術(shù)289
第一節(jié)水力聚結(jié)技術(shù) 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(jī)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(yàn)證 301
參考文獻(xiàn) 311
第九章同井注采技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用316
第一節(jié)同井注采技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀 316
一、同井注采工藝管柱設(shè)計(jì)方案 317
二、工藝初期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及問(wèn)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(chǎng)試驗(yàn)效果分析 326
第二節(jié)同井注采工藝動(dòng)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(shè)計(jì) 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(cè)及封隔系統(tǒng) 339
一、同井注采工況遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā) 339
二、井下注采封隔工藝 343
參考文獻(xiàn) 345