水下分离回注系统的设计的研究.doc

本 科 毕 业 设 计（论文） 题 目 学生姓名： 学 号： 专业班级：石油工程 指导教师： 水下分离回注系统设计研究 摘 要 关键词：  The design of Underwater separator and rejection system Abstract This article presents how to use SolidWorks 2010 SP0.0 to draw multi-stage separation system model, including various types of baffles ,vertical gravity separator, pipe separator. On this basis, we use simulation software COMSOL Multiphysics 4.4 to drawn separator and Simulate gas - liquid/liquid - liquid flow field under different condition, involves analysing the efficiency of different components and different types of separators. Simulation of Mixture density field, Dispersed phase volume factor, entrance density inside separator are based on standard K-ε model. We compare the different components of the separation characteristics. Through improving separator internals, optimizing separator structure to improve the separation efficiency, then design a complete program of underwater separation and reinjection. Keywords：vertical separator; pipe separator; numerical simulation; flow field ;internals  目 录 第1章 引言 1 1.1　水下分离器研究背景及意义 1 1.2　国内水下分离系统研究现状 2 1.3　国外水下分离系统研究现状及发展 2 1.3.1　卧式分离器 2 1.3.2　管式分离器 4 1.3.3　立式分离器 5 1.3.4　重力分离器内部构件 7 1.4　主要研究内容 9 第2章 模型建立及边界条件 10 2.1 软件介绍及使用 10 2.1.1 COMSOL Multiphysics4.4 10 2.1.2 SolidWorks 2010 SP0.0 10 2.2 一级气-液分离器模拟 11 2.2.1 湍流模型的选择 12 2.2.2数值模拟的设置 12 2.2.3 模拟结果及改进 14 2.3二级油水分离器模拟 25 2.3.1 数值模拟 26 2.4 回注设备 26 第3章 分离及回注系统整体设计 28 3.1 3.1 设备及布局 28 3.2 强度及防腐保温要求 31 第4章 结论 33 致 谢 34 参考文献 35 第章 引言1.1　水下分离器研究背景及意义 石油和天然气作为当今世界最重要的能源，一直处于国家发展的基础和战略地位。从Edwin L.Drake在1859年钻成第一口油井开始，近代石油工业已经发展了150多年。随着陆上石油资源的勘探和开采步入中后期，海洋石油以其丰富的储量逐渐成为能源开采领域所关注的焦点，有机构预测未来油气资源有44%来自海洋深水区[1]。自1887年Summerland建立第一个海上钻井平台以来，海洋石油勘探开发发生了巨大的变化和发展，从浅海逐步向深海进军。 海上石油和天然气资源在中国主要分布在渤海盆地，黄海盆地，东中国海盆地，珠江口盆地南部，中国南海盆地等多个海域，且储量丰富。 勘探和开采深海石油和天然气资源，相比于陆地浅海而言，环境条件更差，更复杂，对设备的要求相应地也比较严格。在初期的海洋油气资源开发过程中, 把油井采出液输送到海上平台或岸基设施中,之后进行后续的油气水分离处理，其综合效益都要优于水下生产系统，然而在深水油气资源开发的过程中无法照搬陆上油气开采系统。海洋油气水下处理系统应运而生，该处理系统将一些设备移到水底，平台的有效控油面积增大，能够经济有效地