稠油掺稀井下动态混合器数值模拟研究.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第4期油气田开发工程稠油掺稀井下动态混合器数值模拟研究李琴彭云黄志强邱成松靳永红王楠(1．西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室2．中石4-g西北油气田分公司)摘要：掺稀降粘工艺已成为塔河油田稠油开采的主要方式，而混合器是掺稀降粘工艺中提高混合效果的主要工具，但原动态混合器混合效果不佳。为此，通过有限元仿真方法，对原动态混合器内部流场进行数值模拟分析，发现影响原动态混合器混合效果的因素是混合器叶轮依靠流体冲击旋转，而未对混合流体进行有效的旋转搅拌。基于分析结果，研究了一种新型动态混合器，并介绍了其结构及工作原理。

2、对新型动态混合器内部流场进行数值模拟，并与原动态混合器模拟结果进行对比，对比结果表明，新型动态混合器比原动态混合器能更有效地增强稠油掺稀混合效果。关键词：稠油掺稀；动态混合器；叶轮；旋转搅拌；涡旋流动；混合效果；数值模拟中图分类号：TE345文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．04．017NumericalSimulationoftheDownholeDynamicMixerforHeavyOilThinMixingLiQinPengYunHuangZhiqiangQiuChengsongJinYonghongWangNan(1．MOEKey

3、LaboratoryofPetroleumandGasEquipment，SouthwestPetroleumUniversity2．SINOPECNorthwestBranch)Abstract：ThinmixingandviscosityreductiontechnologyhasbecomethemainproductionmodeofheavyoilinTaheOilfield，andthemixeristhemaintooltoimprovethemixingeffectinthetechnology．Butthemixingeffectoftheoriginaldynamic

4、mixerisnotdesirable．Therefore，throughthefiniteelementmethod，thenumericalsimula—tionanalysisoftheinternalflowfieldoftheoriginalmixerwasconducted．Itwasfoundthatthefactorinfluencingthemixingeffectoftheoriginalmixerwasthatthemixerimpellerdependedonfluidimpacttorotate，withouteffectiverotationandmixing

5、ofmixedfluid．Onthebasisoftheanalysisresult，anewtypeofdynamicmixerwasstudied．Itsstructureandoperatingmechanismwereintroduced．Similarly，anumericalsimulationoftheinternalflowfieldofthenewmixerwasconductedandcomparedwiththesimulationresultoftheoriginaldyna／nicmixer．Thefindingsshowthatthenewmixercanin

6、creasethethinmixingeffectofheavyoilmoreeffectivelythantheoriginalmixer．Keywords：heavyoilthinmixing；dynamicmixer；impeller；rotarymixing；vortexflow；mixingeffect；111；Imerica1simulation管后，流体分层流动，流层间横向混合不完全，实0引言际井口取样呈现段塞状，直观表现为一股稀油、一股稠油。稠油与稀油混合不均将导致稠油入泵，目前，掺稀降粘已成为塔河油田主要的降增大泵的工作载荷，影响设备性能，缩短检泵周粘采油工艺，而混合器

7、是掺稀降粘工艺中提高混合期；同时，还将导致抽油杆柱下行闲难，造成光杆效果的主要工具，已被广泛应用于掺稀降粘采油工滞后，损坏设备，增加能耗；此外，掺稀比过大会艺中。但在应用常规未安装混合器的掺稀降粘工艺导致稀油浪费，增加生产成本。因此，掺稀混合效采油时，稀油从油套环空注入，与稠油混合进入油果是掺稀降粘的关键。应用高效井下混合T具可以基金项日：中石化先导试验项目“电泵井采油注水一体化管柱研发与应用”(机电B040)2014年第42卷第4