张婷婷

摘 要：水力旋流器是应用离心分离原理进行油水分离的重要部件之一，在我国石油行业中已得到广泛应用。该文利用RNGK-ε模型和ANSYS软件及理论，建立了水力旋流器的结构模型，经分析得出在操作参数变化时水力旋流器分离效率的变化规律，从而确定各影响因素的关系及适用范围，为实际操作提供理论依据。

关键词：水力旋流器 CFD 分离效率 参数优选 操作参数

中图分类号：TD454 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（a）-0070-01

近年来，随着油田的持续开发，我国大部分油田已进入高含水开发期，采出液综合含水量已达到或超过90%，随之带来的首要问题便是进行油水分离。水力旋流器作为一种分离非均匀相混合物的分级分离设备，由于结构简单、设备紧凑、占地面积小和设备成本低等优点，在石油行业中备受关注。本文基于RNGK-ε模型、ANSYS软件及计算流体力学理论，模拟出水力旋流器内部流体的流动状态，进而分析得出水力旋流器个影响因素适用范围，为实际操作提供了依据。

1 水力旋流器分离效率影响因素分析

作为旋流器性能的重要标志，分离效率直接反映旋流器的分离效果，其受到结构参数、操作参数及物性参数的影响[1]。本文通过大量的模拟分析，从操作参数方面对影响水力旋流器分离效率的因素进行阐述。

1.1 建模及求解

该文采用最佳分离模型Rietema的结构模型进行建模[2]，参数为：Di=20mm，Du=16mm，D1=150mm，D=75mm，Dd=37.5mm，L1=150mm，L4=1500mm，α=20°，θ=1.4°。

利用RNG K-ε模型和ANSYS软件为旋流器建模。利用ANSYS求解模块（SOLUTION）进行求解，得出结果可知溢流管入口附近区域的油相浓度高，其他区域的油相浓度相对较低，说明分离模型Rietema的分离效果越好。……