油井返排液除砂裝置的設計研究與現場應用.pdf

1、鉆井過程中采用分段壓裂工藝，每口井壓裂后產生的返排液約1000m3，如果不經過處理而外排，會對周圍環(huán)境及地表水系造成嚴重污染。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)并通過人力回收砂子。這種方法使得勞動強度大并且不能對返排液回收利用，造成環(huán)境污染。針對這些問題，筆者設計了一種集沉降、過濾、回收功能的新型返排液除砂裝置，該裝置具有對油、氣、水、砂四相分離和回收功能。本文主要對返排液除砂裝置的設計方案、設計理論、仿真模擬、

2、現場試驗進行了深入研究，進行的主要工作和結論如下所示：
　　針對目前油井返排液處理存在的問題，提出一種新型返排液除砂裝置，并對除砂裝置進行了總體方案設計。說明了除砂裝置總體布局及其工作原理，并對主要配套設備進行了選型設計。
　　通過對沉降分離和過濾分離機理的研究，確定了返排液除砂裝置的設計理論基礎?；诹黧w力學原理，在不考慮液相流動的不均勻性情況下，進行了除砂能力理論計算分析?；诔澳芰Φ睦碚撚嬎惴治鰧Τ把b置進行了結構設

3、計計算，并利用Pro/E建立了除砂裝置三維實體模型。
　　利用 FLUENT仿真計算軟件對分離罐內部流場進行仿真模擬并對砂粒運動軌跡和沉積進行追蹤，研究發(fā)現：砂粒受液相流動邊界效應的影響，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影響越大，在流場中的位移和時間越大；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；當砂粒直徑大于0.25mm時，體積濃度降低至5％后油井壓裂