：罗然 （９ ２ ），男，四川绵 阳人 ， １８ 一 主要从事石
油矿场 机械 方 面的研 究工 作 。
２ 一 ■ 论文广场 ４
一
２ ０第 备 石１ 化 设 ０与 工 油年
１ 卷 ３
１ ． ５物性 参 数 为 了 使 仿 真 数 据 更 具 有 实 际 应 用 性 和 指 导 性 ，本 文 采 用 汉 诺 威 （ 国 ） 东 部 的 Ｅ ｄ ｎ ｅ 德 ｌｉｇ ｎ 油 田在 １ ９ 年 进 行 井 下 油 水 分 离 试 验 的 安 装 井 ９７ Ｅ ｄｎ ｅ 一 ８ 井 下 数 据 为 仿 真 数 据 ，如 表 １ ｌ ｉｇ ｎ ５ 的 ］ 所 示 。旋 流 分 离 器 来 流 分 散 相 颗 粒 的粒 径 分布 取 白 文 献【，如 图２ ６ 】 。
［ 关键词］水力漩流器；生产液粘度 ；油水比；分 离效率
油水 分 离 系 统 （ ＤＯＷ Ｓ ）是２ 世 纪 ９ 年 代 出现 ０ ０ 的一 种 新 型 采 出 水 处 理 技 术 ，其 作 用 是 将 油 和 水 在 井 底 分 离 后 ，在 同一 井 的 其 它 地 层 或 者 是 同一 地 层 的不 同位 置 实 现 底 水 回 注 。ＤＯＷ Ｓ 统 有 水 系 力漩 流 型和 重 力分 离 型两 种 结构 ［。水力 漩流 型 在 】 ］ 油 水 处 理 量上 明 显 地优 于 重 力 型 ，分 流 器 的 核 心 分 离 器 部件 是 液一 液 式 水 力漩 流 器 。漩 流 器 作 为 种 分 离器 件 应 用 于石 油 工 业 已经 多年 ，但 由于 其 工作 时 内部 流 场 的 复杂 性 ， 因此 对 旋 流 器 的 分 离 理论 一 直 没 有 统 一 的认 识 。本 文 通 过 研 究 井 下 油水 分 离所 用 的旋 流 器 物 性 参 数 （ 产 液 粘 度 和 生
为３４ ５ 个 。 ６２５
近壁 处 的湍 动 能和湍 流 扩散 率 。 １ 多相 流模 型 的选 择 ． ３
混 合 模 型 （ ｘｕ ｅ是 一 种 简 化 了 的多 相 流 模 Ｍｉｔｒ） 型 ，用于 模拟 各相 有 不 同速度 的多相 流 。 １ ． 流模 型 的选择 ４湍
（ ）入 口边界条件 ：进料 口设置为速度入 口。 ａ （ ） 出 口边 界 条件 ：考 虑 到实 用性 ，把 底 流 ｂ 口和 溢 流 口设 定 为压 力 出 口， 出 口流 动 按 充 分 发 展 处理 ，各 流动 参数 的法 向梯度 为零 。
图１ 旋流 器几何结构示意图
１ ． ２网格 与 边界 条件 在三 维计算 中，六 面体网格优于 四面体网格［ ３ １ 。 在 壁 面 处 ， 因为 要 满 足 无 滑 移 边 界 条 件 ，所 以壁 面 附近 运用 边 界层 技 术将 网格加 密Ｈ。本 文 采用 非 １ 结 构 网格 划 分 ，总 网格数 为 ４ ３ ５ ２ ７ ６个 ， 总节 点数
表 １ 油 水 混 合 物 中各 成 分 的物 性 参 数
２物性参数对分离效率 的影响
２１ 度对 分离 效率 的影 响 ．粘
争
６ ６ ６ ５ ５ ５ ４ ４ ４ ３ ３ ３
８ ２ ８ ４ ０ ６ ２ ８ ４ ０ ５ １ ７ ４ ８ ４ １ ７ １ ７ ４ ０
曲所 带 来 的应 力 张 量 的 急剧 变 化 ， 非 常适 合模 拟
类 似 旋 流 器 之 类 设 备 的带 有 高速 旋 转 流 动 的 复 杂
流场 。
●●●●●●●●●●●● ● ’ ’● ● ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●－●●●●●●●●●●● ＿ ● ● ● ● ＿● ● ●●＿‘●●●－●●●●●●●●●●●●●●‘●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●
［ 摘
要］用Ｃ Ｄ Ｆ 专业软件 Ｆ Ｕ Ｎ 对液一 ＬＥ Ｔ 液旋 流器 内部流场进行模拟计 算，分析 了井 下油水分 离所用 的旋 流器物性参数 （ 生产
液 粘 度 和 油 水 比 ）对 分 离 效 率 的影 响 ， 为 井 下 油 水 分 离采 油 系统 调 节 工作 状 态 提 供 理 论 依 据 。
（ ）壁 面边 界 条 件 ：认 为 壁 面不 可 渗 漏 ，无 ｃ 滑 移 条 件 ，并 利 用 壁 面 函数 方 程 来 计 算 剪 应 力 、
其 ＯＦ Ｅ ０ Ｌ ＵＮＴ 提供 的ＲＳ Ｔ ｅＲ ｙ ｏｄ ｔ ｓ Ｍ（ｈ ｅｎ ｌｓＳｒ ｓ ｅ Ｍｏ ｅ） 型 ， 充 分 考 虑 了 由于 流 体 旋 转 或 流 线弯 ｄ １模
一
油 水 比 ）对 分 离 效 率 的影 响 ，为 井 下 油 水 分 离 采 油系 统调 节工 作 状态 提供 理 论依 据 。
１计 算 模 型 及 说 明
１１ 流器 几 何构 型 ．漩
作 为 一 种 安 装 在 井 下 的 液 一 液 式 水 力 漩 流 器 ，在几何构 型上与普通 型漩 流器有较 大 的差别 ［ ２ ］ 。 本 文仿 真所 用 的旋 流器 直径 为 ：Ｄ ４ ｍｍ，结构 示 ＝０ 意 图如 图１ 所示 。旋 流器 的几何尺 寸 由Ｃ ｌ ｎＴ ｅ ｏ ｍａ —ｈ ｗ 旋流 器模型 关系式确 定 ，进 口为双 切线入 口。
第６ 期
． ３一 ２
用Ｃ Ｄ Ｆ确定物性参数对井下油水分离效率的影响
罗然 ，张伟 ，王家辉 ，何进
（． １西南石油大 学机 电工程 学院 ，四川 成都 ６ ０ ０ ） １ ５ ０ （ ． 采 院 四Ｊｌｌ 石 油 取心 科 技 有 限 公 司 ， 四川 广汉 ６ ３ ３ ２钻 Ｉｌ ／庆 １ ０） ８ （． ３川庆钻探工程 公司地 质研 究院 ，四川 成都 ６ ０ ５ ） １ ０ １ （． ４ 中国石油西南油气 田 ，四川 成都 ６ ０ ５ ） １ ０ １