油田污泥稠化工艺技术及设备可靠性研究

论文摘要

本论文利用CFD方法,采用Fluent流体力学分析软件对固-液水力旋流器的流场进行了研究和分析。对改变底流口直径和变直线锥为曲线锥旋流器的速度场、压力场和浓度场做了详细分析;对改变溢流口直径和溢流管伸入长度的几种旋流器模型,进行了固体颗粒浓度场分布对比分析。经过模拟分析,确定了底流口直径、溢流管伸入长度和溢流口直径的合理尺寸。在理论研究基础上,开展了固-液水力旋流器用于油田污泥稠化工艺的现场实验研究工作。实验表明,该型旋流器在颗粒粒径小、密度差低等不利条件下,仍可获得较为理想的处理效果。当处理量为3.48m3/h,分流比为10%时,脱水率可达92%以上。论文中对固-液水力旋流器的磨损失效机理开展了初步的理论研究,为优化设计、合理选材提供了依据。讨论了固-液水力旋流器零部件和整机的可靠性研究方法。包括数据的收集和整理,零部件寿命的统计分布模型,各部件串联逻辑关系等等。当现场设备运行一段时间收集到合适的设备及零部件可靠性数据以后,就可以实现对设备的可靠性定性分析和定量评定。使现场以此为依据,改善管理,改进操作方式,合理安排检修周期,最终达到延长使用寿命,提高经济效益的目的。本论文的研究工作将为水力旋流器的应用奠定一定的基础,提高固-液分离用水力旋流器的工作性能、拓宽其应用领域（如用于除泥）,使这一技术具有在油田现场应用的广阔前景,为提高油田开采的经济效益做出贡献。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 旋流分离技术发展概述
• 1.1 污泥稠化工艺研究情况
• 1.2 旋流分离技术研究情况
• 1.2.1 结构研究进展
• 1.2.2 主要水力学参数研究进展
• 1.2.3 分离机理研究进展
• 1.3 应用技术研究进展
• 第二章 污泥稠化水力旋流器的流场分析
• 2.1 边界条件
• 2.2 FLUENT 软件求解
• 2.3 计算结果分析
• 2.3.1 方案一——改变底流口直径
• 2.3.2 方案二——改变溢流管伸入长度
• 2.3.3 方案三——改变溢流管直径
• 2.3.4 方案四——变直线锥为曲线锥
• 2.4 本章小结
• 第三章 油田污水处理中污泥稠化工艺技术研究
• 3.1 脱水率变化规律
• 3.1.1 处理量对脱水率的影响
• 3.1.2 分流比对脱水率的影响
• 3.2 压力降变化规律
• 3.2.1 流量Qi 对压力降的影响
• 3.2.2 分流比F 对压力降的影响
• 3.3 固-液与液-液旋流器的对比分析
• 3.4 两级串联旋流分离现场试验
• 3.4.1 入口来液情况
• 3.4.2 脱水率评价方法
• 3.4.3 试验研究内容及主要结论
• 3.5 污泥稠化工艺系统现场试验
• 3.5.1 离心机稠化效果
• 3.5.2 系统压力损失情况
• 3.6 试验研究主要结论
• 3.7 系统简化工艺措施与效益分析
• 3.8 本章小结
• 第四章 固-液水力旋流器磨损机理与可靠性研究
• 4.1 固-液水力旋流器的磨损机理研究
• 4.1.1 局部区域磨损
• 4.1.2 锥体细部环器壁磨损槽
• 4.2 固-液水力旋流器防护措施
• 4.2.1 合理选择材料、优化结构设计
• 4.2.2 保证加工质量
• 4.3 固-液水力旋流器可靠性研究
• 4.3.1 主要的可靠性指标
• 4.3.2 主要的概率统计分布
• 4.3.3 固-液水力旋流器故障数据的收集和统计分析
• 4.3.4 固-液水力旋流器可靠性指标计算及分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 详细摘要