国家自然科学基金(51079006)
- 作品数：30 被引量：210H指数：10
- 相关作者：陈家庆蔡小垒姬宜朋梁存珍李锐锋更多>>
- 相关机构：北京石油化工学院中国环境科学研究院中海石油环保服务(天津)有限公司更多>>
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- 相关领域：环境科学与工程石油与天然气工程建筑科学理学更多>>
- 紧凑型气浮装置油水预分离区结构选型的数值研究被引量：12
- 2012年
- 采用计算流体软件Fluent对4种不同预分离区结构的紧凑型气浮装置(CFU)的油水分离性能进行了数值研究.在建立稳定可靠计算模型的基础上,分析了给定设计流量和入口含油率情况下4种预分离区结构型式的除油率及油相分布情况,并研究了入口处理量和含油率变化对CFU除油率的影响.结果表明,同种预分离区结构型式下除油率与处理量和入口含油量有关,处理量给定时,除油率随入口含油率增加而增大,入口含油率给定时,除油率随处理量增加而降低;在设计流量4m3/h和入口含油率2000mg/L条件下,中心柱锥通筒喇叭口朝上结构的综合除油性能最好,除油率达87.13%,且具有较大的操作弹性.
- 俞接成陈家庆王春升张明王建文尚超
- 关键词：含油污水数值模拟
- 基于神经网络的涡发生器设计与试验研究被引量：3
- 2017年
- 具有体积小、质量轻、分离效率高及能效比低的轴向涡流分离器的研究受到广泛关注,然而,至今尚无其涡发生器结构设计的文献报道。鉴于此,采用CFD数值模拟和BP神经网络相结合的方法分析了高分离效率下,涡发生器结构参数随关键操作工艺参数间的变化趋势,并依次确定了特定待分离混合液物性参数下最优结构参数组合。最优结构参数下轴向涡流分离器的分离效率随涡发生器转速先缓慢增加而后快速下降,最高分离效率可达80%以上,且CFD数值模拟结果和BP神经网络预测结果相吻合,最大误差仅有8.67%。利用最优涡发生器结构参数设计的轴向涡流分离器在中原油田进行了现场试验研究,试验结果与CFD数值模拟结果一致,两者间的平均误差仅为2.46%。综合理论分析和试验研究结果可知:轴向涡流分离器具有较好的分离性能,但其涡发生器的结构需根据待分离混合液物性参数和设备处理量进行针对性设计。
- 姬宜朋陈家庆蔡小垒尚超张明
- 关键词：涡发生器数值模拟BP神经网络油水分离
- 海上油田含油污水旋流气浮一体化处理设备及其应用被引量：41
- 2012年
- 低强度旋流离心力场与气浮组合是一种高效的含油污水处理技术,目前在国外已有较为成熟的产品,尤其是挪威M-I SWACO公司开发的Epcon紧凑型气浮装置已经在海上油田含油污水处理的应用方面取得了众多成功的案例。从Epcon紧凑型气浮装置的基本结构及其工作原理入手,简要叙述了该设备的工艺流程和性能特点,重点介绍了其在世界范围内尤其是在中国西江30-2采油平台上的测试和应用状况,最后介绍了新一代CFU设备的研发动向,为国内自主设计研发含油污水旋流气浮一体化处理设备提供必要的理论指导。
- 陈家庆韩旭梁存珍王春升王建文
- 关键词：含油污水气浮分离
- 高频/高压静电聚结破乳评价方法及电场频率选择研究被引量：7
- 2014年
- 为满足当前所处理原油劣质化的新挑战,实现设备紧凑高效、运行节能降耗等发展目标,采用高频/高压电场进行W/O型乳化液静电聚结破乳脱水已经成为国内外的研究热点。采用自主研制开发的全数字控制高频/高压脉冲方波交流电源,基于矩形流道连续流动实验装置,采用Turbiscan Lab分散稳定性分析仪评估静电聚结破乳特性,并系统研究了电场频率和乳化液含水率对分散相水液滴聚结长大的影响。研究结果表明,W/O型模拟乳化液含水率5%时,施加电压为5.4 kV、频率为1.1 kHz的电场,分散相水液滴的平均体积粒径增大39.75倍,稳定动力学参数增加3.12倍,破乳效果非常明显;W/O型模拟乳化液的含水率不同,分散相水液滴取得最佳聚结效果所对应的电场频率也不同,工程应用中应该根据不同油田原油乳化液的实际情况进行具体评估。
- 沈玮玮陈家庆胡成勇李锐锋黄松涛李爽马全
- 关键词：粒径分布脉冲频率含水率
- 海洋油气开发用水下紧凑型多相分离技术被引量：7
- 2012年
- 海底多相分离技术是海洋油气开发中海底处理技术的核心,也是水下生产系统的重要组成部分。世界知名石油公司近年来非常重视水下紧凑型多相分离技术,研制开发了多种新型水下紧凑型多相分离技术和设备。介绍了海底立式沉箱类分离器、立式容器类分离器、卧式单根盘管式分离器、立式多管分离器等的结构和工作原理,并介绍了研发历程和相应的工程案例进展。部分侧重于进行油井产出液气-液分离用的技术方案打破了多相分离器设计的传统思维模式,为国内相关人员自主研发紧凑型多相分离技术提供了参考指导。
- 李锐锋陈家庆姬宜朋李汉勇王春升
- 关键词：海洋油气水下生产系统紧凑型
- 海洋油气开发用内联脱液器的研究与应用被引量：5
- 2014年
- 海洋油气开发正成为油气开采领域的热点,但是随之而来的技术难题限制了其进一步发展,其中气-液分离问题尤为突出。紧凑型内联脱液器因其能够提高气-液分离效率,解决分离装置中液体过载和海上平台空间受限等问题,以及适应于深水或超深水油气开发等优点,正倍受关注并飞速发展。在阐述紧凑型内联脱液器研发历程的基础上,介绍了其结构、工作原理及相关试验研究和应用,以期为国内相关人员自主研发紧凑型气-液分离技术提供参考。
- 石熠陈家庆熊思沈玮玮
- 关键词：紧凑型
- 基于剪切乳化机的采油污水再现配置与分散相破碎乳化行为被引量：1
- 2013年
- 以剪切乳化机为主体,设计、加工了一套采油污水室内再现配置装置,探讨了含油量、剪切强度(与流量同比变化,下同)等不同配置条件下的再现采油污水粒度分布、乳化度、Zeta电位和粘度等性能参数以及乳化机前后的压力损失。结果表明,该采油污水再现配置装置,能满足不同性质采油污水的配置要求,剪切乳化机的压力损失随着剪切强度的增大而明显升高,而随含油量增大没有明显的变化趋势,呈现出基本稳定的状态。较大的剪切强度创造了湍流流体条件,强化了分散相颗粒之间的碰撞聚结行为,因而再现采油污水的乳化度随剪切强度增大而降低,这种降低的程度又受含油量的影响:低含油量时剪切强度的影响明显,高含油量时这种影响逐渐减弱并趋于平缓。鉴于高含油量时趋于形成大粒径油珠,再现采油污水的乳化度随含油量增大而呈现略微的下降趋势,这种下降趋势的程度同时受剪切强度的影响:低剪切强度时含油量的影响较为明显,而高剪切强度时的剪切条件削弱了含油量的影响。Zeta电位随着剪切强度增大而不断增大,使得分散相颗粒带电绝对值降低,乳化体系有脱稳的趋势,导致颗粒间的碰撞聚结机会变大,与乳化度降低的趋势相吻合。剪切强度和含油量对再现采油污水粘度的影响不大。
- 桑义敏陈家庆刘君梁存珍
- 关键词：采油污水ZETA电位黏度
- 基于DSC技术表征油水乳化液的稳定性被引量：1
- 2011年
- 根据自由水和界面水冷凝时结晶的温度和热焓值不同,采用DSC技术分析表征了油水乳化液中不同状态的水,还比较了油水乳化液的相对稳定性。结果表明,当含水的质量分数超过15%时,样品不仅在-40℃出现了对应于界面水冷凝的放热峰,而且在-18℃新出现自由水冷凝的放热峰,并随水配比增加,出峰温度略有上升。随着放置时间的增加,30%W/O油水乳化液样品稳定性下降,界面水相对含量减少,当放置时间超过8 d后,在样品DSC谱图上不再出现界面水冷凝放热峰,自由水冷凝对应的放热峰面积明显增大,说明油水乳化液的稳定性被完全破坏。
- 朱玲陈家庆常俊英潘莹
- 关键词：DSC技术稳定性
- 旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究被引量：3
- 2013年
- 为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1-10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm-1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.
- 韩严和陈家庆阮修莉王春升王建文张明
- 关键词：气泡接触区
- 内联式脱液器的设计及其数值模拟被引量：6
- 2015年
- 内联式脱液器是国外为满足海洋油气开采对分离设备紧凑、高效等新要求而研发的一种气液分离装置。在借鉴国外气液分离器的基础上,设计了直径为203.2 mm的内联式脱液器,并通过Ansys Fluent软件对其气液分离性能进行了三维数值模拟。模拟结果表明,所设计的内联式脱液器具有良好的气液分离效果,其分离效率随液滴粒径及进口流速的增大而增大;当液滴粒径大于70μm、进口流速大于14 m/s时,其分离效率达到99%以上。研究结果可为后续内联式脱液器的结构优化及工程应用奠定基础。
- 苏民德俞接成陈家庆
- 关键词：气液分离数值模拟FLUENT
