油井返排液除砂裝置的設(shè)計(jì)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用.pdf

1、鉆井過(guò)程中采用分段壓裂工藝，每口井壓裂后產(chǎn)生的返排液約1000m3，如果不經(jīng)過(guò)處理而外排，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境及地表水系造成嚴(yán)重污染。目前油井返排液的處理方法是將其返排入罐，使其在罐中自然蒸發(fā)并通過(guò)人力回收砂子。這種方法使得勞動(dòng)強(qiáng)度大并且不能對(duì)返排液回收利用，造成環(huán)境污染。針對(duì)這些問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了一種集沉降、過(guò)濾、回收功能的新型返排液除砂裝置，該裝置具有對(duì)油、氣、水、砂四相分離和回收功能。本文主要對(duì)返排液除砂裝置的設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)理論、仿真模擬、

2、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行了深入研究，進(jìn)行的主要工作和結(jié)論如下所示：
　　針對(duì)目前油井返排液處理存在的問(wèn)題，提出一種新型返排液除砂裝置，并對(duì)除砂裝置進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)。說(shuō)明了除砂裝置總體布局及其工作原理，并對(duì)主要配套設(shè)備進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。
　　通過(guò)對(duì)沉降分離和過(guò)濾分離機(jī)理的研究，確定了返排液除砂裝置的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)?；诹黧w力學(xué)原理，在不考慮液相流動(dòng)的不均勻性情況下，進(jìn)行了除砂能力理論計(jì)算分析。基于除砂能力的理論計(jì)算分析對(duì)除砂裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)

3、計(jì)計(jì)算，并利用Pro/E建立了除砂裝置三維實(shí)體模型。
　　利用 FLUENT仿真計(jì)算軟件對(duì)分離罐內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬并對(duì)砂粒運(yùn)動(dòng)軌跡和沉積進(jìn)行追蹤，研究發(fā)現(xiàn)：砂粒受液相流動(dòng)邊界效應(yīng)的影響，砂粒碰到壁面后形成附著作用沿壁面下落，造成壁面附近大量砂粒堆積；砂粒直徑越小受流場(chǎng)影響越大，在流場(chǎng)中的位移和時(shí)間越大；砂粒沉積率隨砂粒直徑的增大而逐漸升高，隨砂粒體積濃度的增加而逐漸降低；當(dāng)砂粒直徑大于0.25mm時(shí)，體積濃度降低至5％后油井壓裂