井下双级串联式水力旋流器的结构参数优化-论文.pdf

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1、第42卷第6期化学工程Vo1．42No．62014年6月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jun．2014井下双级串联式水力旋流器的结构参数优化赵传伟，李增亮，许文艺，吴海燕(1．中国石油大学机电工程学院，山东青岛266580；2．中石化石油工程设计有限公司，山东东营257026)摘要：基于正交试验设计，以底流含油质量浓度低为优化目标，将欧拉一欧拉法与大涡模拟(LES)相结合，优化其主要结构参数并与试验结果进行对比。结果表明，总分流比为0．3，0．4，0．5，0．6时，数值模拟预测的优化后底流含油质量浓度较优化前分别平均减小14．4％，13．1％，15．1％，15．7％，与

2、试验结果(13．6％，11．6％，13．8％，13．0％)相比，误差均小于5％；总分流比为0．3—0．6时，随着入口流量的增大，底流含油质量浓度先减小后增大；入口流量为75—215in／d时，随着总分流比的增大，底流含油质量浓度先减小后增大。人口流量为118—183in／d且总分流比为0．3—O．7时，优化后的双级串联式水力旋流器的底流含油质量浓度不大于200mL。试验验证了数值模拟的可靠性。关键词：水力旋流器；结构参数；大涡模拟；正交试验设计；优化中图分类号：TE933．3文献标识码：A文章编号：1005-9954(2014)06-0048-06DoI：10．3969／j．issn．100

3、5-9954．2014．06．011Structuralparameteroptimizationofdownholedual·stagetandemhVdr0cVcl0neZHAOChuan-wei，LIZeng-liang，XUWen-yi，WUHai-yan(1．CollegeofMechanicalElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，ShandongProvince，China；2．SinopecPetroleumEngineeringCorporation，Dongying257026，Sha

4、ndongProvince，China)Abstract：Basedonorthogonalexperimentaldesignandwithloweroilmassconcentrationofunderflowasoptimalobjective，theEuler—Eulerapproachandlargeeddysimulation(LES)werecombinedandadoptedinthissimulationtosystematicallyoptimizethestructuralparametersofthedownholedual-stagetandemhydrocyclo

5、ne，andthepredictionswerecomparedwithexperimentalresults．Theresultsshowthatwhenthetotalsplitratiois0．3，0．4，0．5，0．6，theunderflowSoilmassconcentrationoftheoptimizedhydrocycloneisreducedby14．4％，13．1％，15．1％，15．7％respectivelyonaveragecomparedwiththatwithoutoptimization，andtheerrorsbetweensimulationandthe

6、experimentalresults(13．6％，11．6％，13．8％，13．0％)arenotmorethan5％．Whenthetotalspitratiois0．3-0．6，theoilmassconcentrationoftheunderflowdecreasesfirstlyandthenincreaseswiththeincreasinginletflowrate．Whentheinletflowrateis75-215m／d，theoilmassconcentrationofunderflowdecreasesfirstlyandthenincreaseswiththein

7、creasingtotalspitratio．Afteroptimization，whentheinletflowrateis118—183m／dandthetotalsplitratiois0．3-0．7．theoilmassconcentrationofunderflowisnotmorethan200mg／L．Thereliabilityofnumericalsimulationisverifiedby