破乳與原油管道混合流動數(shù)值模擬研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、原油在開采過程中，原油遇水能夠形成比較穩(wěn)定的乳化液，添加破乳劑是快速高效脫去原油中水的最有效的方法。目前破乳劑與稠油混合過程是:破乳劑先在藥劑罐內(nèi)加水稀釋，再經(jīng)計量泵增壓后注入到稠油管道中。這種管道注入方式，雖然簡單，但混合效果有待改善。為了提高化學(xué)破乳藥劑與稠油的混合分散程度，提高藥劑作用效果，降低稠油處理綜合成本，本論文主要是通過以下幾個變量的控制尋找管道混合的最優(yōu)解:加藥管插入到管道中的深度;夾角α;加藥管出口的開口方向;加藥管的

2、安裝方向（水平或豎直等）;破乳劑的入口速度;加藥管的數(shù)量。
　　本文通過對改變以上幾個變量對破乳劑與原油兩相混合的流動形態(tài)進(jìn)行了數(shù)值模擬與優(yōu)化分析，建立了各種不同變量條件下的管道混合物理模型，得出破乳劑在不同速度、不同入口角度下加入原油管道后兩相流動的速度分布圖和濃度分布圖。比較了不同的藥劑注入形式下，入口處的截面上的破乳劑體積含率，以及混合器混合完全后的出口處的藥劑體積含率，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn):
　　(1)當(dāng)一根藥劑管入口角度為

3、600，開口方向?qū)χ土鲃臃较颍铀幑茇Q直插入到石油管道中的深度越大，藥劑流入速度越大，越有利于破乳劑的擴(kuò)散，破乳劑和原油的混合效果最好，就更有利于原油的脫水。
　　(2)采用4根藥劑管時，隨著插入深度的增大，混合效果先變好然后變差，在0.6R時混合效果最佳，4根藥劑管的混合效果優(yōu)于其它根數(shù)藥劑管。
　　此外，結(jié)合混合動力學(xué)機(jī)理及多種靜態(tài)混合器的優(yōu)點(diǎn)，在管道中加入了混合元件（翼片）進(jìn)行了管道混合模型的優(yōu)化，并把優(yōu)化前與優(yōu)化