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64 国　外　石　油　机　械 第 10 卷 第 4 期 小型柱状气液旋流分离器的技术发展现状 赵立新　蒋明虎　李湛涛　译 ( ) ( ) 大庆石油学院机械系 　 大庆石化总厂 摘　要　 目前的石油工业主要依靠常规容器式分离器来处理井口油气水采出 液。但经济性和操作压力条件不断要求其寻找新型高效、低成本的小型分离器, 特别 是在海上油田。与容器式分离器相比, 诸如柱状气液旋流器(GLCC ) 等小型分离器 具有结构简单、价格低廉、重量轻等特点, 基本不需任何维护, 而且易于安装及操作。 然而, 在 GLCC 性能预测方面存在的不足限制了其推广应用范围。目前RD 公司正 在建立必要的性能预测工具, 以便对 GLCC 分离器进行合理地设计和操作。本文介 绍了GLCC 的技术发展现状及其模拟、设计、目前已成功的及潜在的应用情况等。 主题词　旋流器　小型　分离　技术现状　模拟　应用 简　　介 ( ) ( ) 柱状气液旋流器 GLCC 是带有倾斜切向入口和气体及液体出口的垂直管 见图 1 。切 向液流由入口进入 GLCC 后形成的旋涡产生了作用于液体的离心力和浮力, 其数值比重力要 高出许多倍。重力、离心力和浮力联合作用将气体和液体分离开。液体沿径向被推向外侧, 并 向下由液体出口排出; 而气体则运动到中心, 并向上由气体出口排出。这一低成本、重量轻的小 型 GLCC 分离器在替代常规容器式分离器方面具有很大的吸引力。最近针对一典型的油田应 用, 对 GLCC 与常规容器形立式和卧式分离器在尺寸方 面的差别进行对比, 油和气的流量分别为100000 和 bbl d 70000 , 表压力为 100 。在这种情况下, 需要的 Mscf d psi GLCC 的内径及高度尺寸分别是 5 ft 和 20 ft , 相当于同等 ( ) 规模的常规立式分离器 9 ft ×35 ft 的一半左右, 相当于 ( ) 常规卧式分离器 19 ft ×75 ft 的四分之一左右。 GLCC 的操作受到两个因素的限制, 即顶部气流中的 含液量及底部液流中的含气量。气流中出现液体的迹象表 明携带液体的开始, 同样, 底部液流中气泡的出现表示其 已开始携带气体。 对 GLCC 进行准确性能预测的难度主要源于 GLCC 内部复杂多变的流动形式。在入口上方的流动形式包括气 泡、断塞、搅动、雾状流和带状流。在入口下方的流动形式 图 1　GLCC 结构 由一个带有丝状气核的液体旋涡组成。在液面远低于入口 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1999 年 8 月 小型柱状气液旋流分离器的技术发展现状 74 时, 液体以涡流的形式由入口下落到旋涡当中。 在 GLCC 水力特性预测方面的困难阻碍了其应用范围的扩大。但即使没有进行性能预测 方面的尝试及试验, 也已经见到了几项 GLCC 成功应用的报导。可靠的性能预测工具的发展 将通过结构改进对 GLCC 加以改善, 并最终将决定着 GLCC 技术在现有的及新的油田应用中 发展的速度和程度。 结　构　改　进