水力旋流器试验工艺装置的结构设计

的影响’离心泵的流量极难调节#可在旁通管中加溢 位套及机 械密封 等件4在 入水*出水及 出油 口端各
流阀以保持稳定的入口压力’单螺杆泵的流量由变 布置 %块压力表和 %个取样口#便于记录压力值及
频调速器调节’并联在管路中的这两类泵吸入口前 取样’
图 % 试验工艺流程示意
地基的牢固性及设备结构刚度的提高会减小地 的转速’
水力旋流器试验工艺装置的结构设计
Baidu Nhomakorabea
刘晓敏"-蒋明虎"-王尊策"-李 枫"-常 征(-赵立新"
)".大庆石油学院 机械系-黑龙江 安达 "/"&##0(大庆油田公司 第一采油厂-黑龙江 大庆 "+%"""*
摘 要!水 力 旋 流 器 作 为 一 种 新 型 高 效 脱 油 设 备-在 油 井 采 出 液 的 处 理 方 面 正 处 于 试 验 研 究 与 逐 步 推 广 应 用 阶 段1
泵流 出 的油在汇 管 处 混 合!配 制 成 油 水 混 合 液 经 管 较多#压力损失相对增大!会造成液流运动状态急剧
路 流入水测量子 单 元 的 入 口!中 间 可 经 过 或 不 经 过 变化!试验精确性下降"为此!安装#布置设计时应保
静态混合器!然后由下至上流经流量计!再通过管路 证 样机 及流量 计 前 后 有 一 定 的 直 管 段 要 求&采 用 反
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如表 "1
表 3 泵阀关闭时实测冲击力
测试日期 "55&$#/$"6
泵压
e/V4N "7#
冲次 j/PMQ5 "
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高 等 教 育 出 版 社 -"5’5.("($("%.
, 收稿万日期方!数(#据#"$#+$"&
作 者 简 介 !刘 晓 敏 )"56"$*-男 -山 东 菏 泽 人 -讲 师 -硕 士 -现 从 事 教 学 2旋 流 分 离 技 术 及 石 油 机 械 设 计 方 面 的 研 究 1
刘 晓 敏 #等 6水 力 旋 流 器 试 验 工 艺 装 置 的 结 构 设 计
旋 转 栅 结 构 形 式 及 参 数 #得 到 较 好 的 预 旋 转 加 速 和 稳 定 的 导 流 4收 油 套 的 设 计 能 使 混 合 液 在 收 油 处 易
安 装离心泵 -高 剪 切 变 量 泵 .和 单 螺 杆 泵 -低 剪 形成稳 定的涡 流及 显著的 低*高 压区#便于油 水有
切 定 量 泵.是为 了对比 液 滴 的 剪 切 乳 化 对 分 离 性 能 效 分 离4在 转 筒 两 端 支 承 处 内 部 有 轴 承*挡 圈*定
次及 钻井 液 粘 度 等 有 关-而 且 与 泵 阀 的 结 构2形 状2 材 质 等 诸 多 因 素 有 联 系 -因 此 -为 了 获 得 较 为 准 确 的 结 果 -有 必 要 进 行 更 深 入 的 研 究 1 由 于 篇 幅 有 限 -关 于对冲击力 6进一步 的理论 分析-拟在 以后 的文章 中阐述1冲击力 6的测试结果为我们对泵阀的结构 分析和新型泵阀的设计提供了可靠的依据1
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冲击力
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8 结束语
钻井泵泵阀关闭时冲击力的测定仅是初步的尝 试 -通 过 试 验 证 明 -这 种 方 法 对 测 定 泵 阀 关 闭 时 的 冲 击 力 是 可 行 的 1由 于 实 际 作 用 力 不 仅 与 泵 的 压 力 2冲
模拟现场试验的新试验工艺装置’在该装置上能分 方式的对比试验#验证对样机工作性能的影响’为使
别进行单台静*动态水力旋流器的对比试验’实践表 不互溶的液滴彼此达到均匀*稳定的混合效果#静态
明 #该 试 验 工 艺 装 置 的 结 构 设 计 合 理 *实 用 ’
+ 总体方案设计
混合器装在泵出口的汇管与入水测量子单元之间’ 室内安装静态混合器能使分离效率提高约 %"/’ +,0 测量单元的结构工艺方案设计
为 便 于 试 验 工 作#该 装 置 应 具 有 功 能 多*模 块
测量单元分入水*出水及出油等 1个子单元’为
化*易操作*撬装式及自动采集数据等特点’通过对 了精 确测量 流量 大 小 及 实 现 流 量 的 实 时 显 示#在 入
比 分 析 #优 选 出 合 理 的 可 行 设 计 方 案 ’
报警装置和实时显示的液位器’水箱长期不用需排
样 机 是 试 验 装 置 的 核 心 ’从 提 高 水 力 旋 流 器 内
空时#可利用其结构底部设计的小倾角#将水完全排 液流的切向速度和减少压力损失入手#优选设计出
出 ’整 个 工 艺 为 封 闭 式 设 计 #因 此 可 避 免 环 境 的 二 次 污染’
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!"年代末#水力旋流器的应用领 域由 固 液 分离 的汇管 与水 箱之 间 用 金 属 软 管 连 接#可 减 小 振 动 及
开 始 拓 展 到 液 液 分 离#尤 其 是 油 水 分 离 领 域 的 应 噪音的影响’
料#抗振性好’变频器控制电机来达到实时改变转筒 泵或单螺杆泵将大水箱中的水从其底部抽出和注油
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为配合室内实验工作的开展-建立了室内实 验 工 艺 新 装 置1该 实 验 工 艺 装 置 具 有 功 能 多2模 块 化2撬 装 式 及 数 据 自
动 采集等特点1现文重点介绍了实验工艺流程的设计过程-同时简要描述了该实验装置的应用1通过对油水分离用
水 力 旋 流 器 样 机 试 验 -验 证 了 该 实 验 工 艺 装 置 设 计 的 合 理 性 2实 用 性 1
用 ’ $%& 作为一种高效油水分离新技术#国外 ("年代
依 据 处 理 量 及 工 作 压 力 要 求 #选 出 离 心 泵 *单 螺
才 真 正 发 展 起 来#)"年 代 初 引 入 我 国#并 得 到 迅 速 杆泵*注油泵及相配套的电机’在泵吸入口前与排出
发展’为使此技术得以领先和迅速推广#建立了一套 口后的汇管处各留 %个注油口#以实现泵前*后注油
汇入大水箱循环使用!既节省水源!又节省宝贵的试 结果相关的现象&设计备用水箱处理应急的供排水
验时间"
问题&采 用自动 注水控 制系统!以保持 一定 的液位
室 内 试 验 工 艺 结 构 的 成 型 设 计 较 现 场 稍 复 杂! 高 度&样 机 与 测 量 单 元 集 中 布 置!以 减 少 试 验 人
水*出 水及 出油 等 子 单 元 中 分 别 并 联 %台 浮 子 流 量
+,+ 泵单元的工艺结构方案设计
计和 %台电磁流量计’可根据实际需要交替采用这
该单元的供排水系统应确保方便*快捷#否则会 2种流量计完成变分流比和变处理量的试验’
贻误试验时机’为确保供排水安全#水箱应装有自动 +,3 样机单元的结构工艺方案设计
入下水道和指定的油回收箱"激光测速时!管路中只 料的样机转体!观察旋流分离现象!分析不同结构参
有 单 相介质水!此 时 只 需 将 去 下 水 道 的 总 阀 及 小 离 数 与操 作参数 之 间 关 系 的 变 化 对 分 离 性 能 的 影 响!
心泵入口#出口阀关闭!水则由小离心泵出口总汇管 科学地用激光测速仪测试流场的分布及分析与试验
关 键 词 !旋 流 分 离 器 0实 验 室 试 验 0结 构 0设 计
中 图 分 类 号 !34566.#6
文 献 标 识 码 !7
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进入水力旋流器的旋流腔内进行分离"旋流分离后 应灵 敏#易 调 节 的 阀&选 用 量 程 适 中#精 确 度 高 的 压
有两部分液流分别从底流口和溢流口排出!底流#溢 力表&计算机自动采集数据!使采集与分析数据的准
流 的 液流分别经 出 水#出 油 测 量 子 单 元 的 流 量 计 排 确 性大 大提高&采 用 高 强 度 的 有 机 玻 璃 取 代 金 属 材
为 深 入 研 究 水 力 旋 流 器 结 构 参 数 *操 作 参 数 -压
又方 便 调节两支 座 之 间 的 距 离#进 行 不 同 长 径 比 的 力*流量*分流比*转速等.及流场分布对分离效率的
转筒试验及万更方换数不据同的样机试验’机座采用铸铁材 影响#设计图 %所示的试验工艺结构#工作时大离心
参考文献! 9": 夏 元 白-杨 斌 祥-张 绪 平.钻 井 泵 泵 阀 试 验 台 设 计 9R:.
石 油 机 械 -"55(-(#)’*!"%$"+. 9(: 中 华 人 民 共 和 国 国 家 科 学 技 术 委 员 会.科 学 技 术 研 究
成 果 公 报 9;:.北 京 !科 学 技 术 文 献 出 版 社 -"55/. 9%: 潘少川-刘 耀 乙-钱 浩 生.实 验 应 力 分 析 9V:.北 京!
基*设备的振动 及 敏 感 的 共 振 区 对 样 机 分 离 性 能 的 影 响’转 筒 须 做 静*动 平 衡 测 试’采 用 车 床 式 导 轨
0 试验工艺流程布置设计
机 座#其 导 向 精 度 高#对 中 性 及 移 动 平 稳 性 好’样 0,+ 结构的组合布置设计
机 装 在 导 轨 式 机 座 上#既 易 于 更 换*拆 卸 及 维 修#