气液比对压裂返排液旋流除砂器性能的影响

• 作者: 刘冰 刘培坤 张华 李伦操 王华健 肖小龙 赵振江
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 压裂返排液 水力旋流器 除砂 气液比 多相流 分离 能量损耗 优化设计
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 开发工程
• 页码范围: 44-54
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2019.11.006

摘要

水力旋流器已被应用于压裂返排液除砂,为了提高其分离性能,基于Fluent软件模拟和实验,研究了不同入口气液比(GLR)下水力旋流器的空气柱直径、压力与速度分布及分离效率,总结了入口GLR对水力旋流器分离性能的影响规律,并确定了最佳入口GLR范围.研究结果表明:①物料不含气体时,底流口与溢流口负压区将外界气体吸入内流场形成空气柱,当物料中含有气体时,空气柱中绝大部分气体来自溢流口与底流口,并且最终通过溢流口排出;②随着气液比升高,壁面处压力、底流压差及溢流压差均呈现非线性增长的趋势;③随着气液比升高,切向速度增大,却减小了较小气液比(10％～20％)下的组合涡流场指数;④随着气液比升高,轴向速度不断增大,然而过高的气液比(GLR＞40％)却增加了流场的不稳定性;⑤气液比的升高提高了水力旋流器的除砂效率并减小了切割粒径,当GLR＜30％时组合涡流场指数较小且分离效率较低,GLR＞40％时能量损耗较大,确定出最佳GLR区间介于30％～40％.结论认为,该研究成果可以为水力旋流器的优化设计提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李伦操	山东科技大学机械电子工程学院	3	19	1.0	3.0
2	刘冰	山东科技大学机械电子工程学院	48	312	10.0	16.0
3	刘培坤	山东科技大学机械电子工程学院	53	141	6.0	10.0
4	王华健	山东科技大学机械电子工程学院	3	1	1.0	1.0
5	赵振江	山东科技大学机械电子工程学院	1	0	0.0	0.0
6	肖小龙		1	0	0.0	0.0
7	张华		1	0	0.0	0.0