柱式气液旋流分离器设计cad图纸+1.6万字说明书

装配图

目录
柱式气液旋流分离器设计1
绪论3
欠平衡钻井技术的发展现状和前景3
1、设计背景7
1.1选择气液旋流分离器的意义7
1.2气液旋流分离器的国内外研究现状7
2、方案论证9
2.1旋流式气液分离方案的可行性9
2.2旋流式分离器的结构及工作原理9
2.3旋流式分离器的优缺点10
3、结构分析及设计10
3.1入口设计分析10
3.1.1入口管分析11
3.1.2入口喷嘴分析11
3.1.3双入口分析12
3.2主体结构设计分析12
3.2.1入口位置12
3.2.2最佳外形比12
3.2.3旋流体锥度12
3.3出口管设计分析13
4、柱式气液旋流分离器参数设计13
4.1计算分离器直径13
4.2分离器的高度计算14
4.2.1确定上半部分的高度14
4.2.2计算入口分流区的高度14
4.2.3计算旋涡区的高度14
4.2.4气泡轴向距离计算14
4.3分离能力计算16
①径向方向上16
②竖直方向上17
4.4液面高度的确定17
4.4.1气室压力p1的确定17
4.4.2液面高度Z2的确定19
4.5入口管的设计计算20
4.6筒体强度设计22
4.6.1设计参数22
4.6.2筒体厚度设计22
4.7法兰的校核计算23
4.7.1排气管法兰校核计算23
4.7.2排液管管法兰校核计算26
5、气液两相流场的数值模拟29
5.1数值计算方法简介29
5.1.1控制方程30
5.1.2湍流模型31
5.1.3多相流模型32
5.1.4数值计算方法34
5.1.5边界条件的处理35
5.2计算前处理35
参考文献36
3.2主体结构设计分析
3.2.1入口位置
对于没有液位控制的GLCC,将入口段定位于靠近液面的上方是至关重要的。最新的许多试验都表明,单入口GLCC的最佳液面大约在距离入口下方1～3L/d处。过低的液面,如距离入口处远大于3L/d,会导致切向入口速度的过度衰减,影响GLCC的性能。如果液面高于入口,气体会通过液体而溢出,造成更多液体的携带。
3.2.2最佳外形比
外形比是指GLCC的长径比。GLCC的尺寸影响其性能及造价。对于一个给定的直径,GLCC中入口上方的长度提供了液流扰动的容量,而入口下方的长度则决定了用于从液体中分离气泡的存留时间。另外,离心力和浮力的大小与直径成反比,切向速度衰减与长度成正比。由于这一现象的复杂性,最近才刚刚提出了一套决定最佳外形比的基本标准。
3.2.3旋流体锥度
针对反锥型、正锥型和圆柱型旋流体进行的研究表明,对于气/液分离,圆柱型旋流体要稍优于反锥型和正锥型结构。
3.3出口管设计分析
气液相出口管线的配置可根据气液相流量、配置仪表的要求确定。建议气相出口流速取3～30ｍ/ｓ,液相出口流速取1.2～12ｍ/ｓ。容器内平衡液位应低于入口0 .3ｍ,分离气液相的汇合点一般低于入口点0.3~0.5ｍ,以保持正的静水压头。若分离器配置控制系统,汇合点位置可以高于入口。

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整体结构图