韩洪升，董 萌

(东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318)

多杯等流型油气分离器外层材料比选实验研究

韩洪升，董 萌

(东北石油大学 石油工程学院，黑龙江 大庆 163318)

在井下作业中，油气分离器得到了普遍的使用，多沉降杯等流型油气分离器可以通过沉降杯的沉降作用，达到气液分离更加充分的目的。实验通过研究将 10种不同材料喷涂到沉降杯表面后分别进行气液分离实验，将实验数据进行比较，最终确定醇酸黄磁是气液分离效果最好的材料。

油气分离器；沉降；气泡运动速度；气泡停留时间

目前，如何提高采油系统效率是影响油田产量的一个重要因素。多杯等流型油气分离器根据降低液体下降速度从而使气液分离更充分的原理，有效地提高了采油系统效率。为了进一步优化其油气分离效果，本次实验选择了10种不同性质的材料，由于气泡运动速度与气液分离效率之间成正比例关系，所以实验首先比较气泡在这喷涂了这10种材料玻璃板表面的运动速度。之后选取效果最好的2种材料喷涂到分离器的沉降杯上进行气液分离实验，最终选择出分离效率最好的材料。

1 实验部分

1.1 气泡在材料表面运动速度实验

首先准备好 11块玻璃板，分别将醇酸铁红、醇酸黑磁、醇酸红丹、铁红防锈、醇酸灰调合、硝基铁红防锈、铁红环氧脂、醇酸黄磁、灰氯磺化聚乙烯、酚醛红丹防锈喷涂到玻璃板上，按顺序标记1-10号，剩下的空白玻璃板标记为11号。分别将涂有上述材料的玻璃板放置在水中和油中，测定气泡的运动速度。

1.1.1 在水中平板表面气泡的运动速度实验

将准备好的11块平板分别以30°,45°,60°倾角放入盛满水的透明容器中，然后得到气泡在不同倾角平板表面的运动速度[1,2]，所得结果如图1,图2,图3所示。

可以看出，喷涂不同材料平板的气泡运动速度与倾角的角度成正比[3]。气泡在 8号板表面运动速度最快，在9号板表面运动速度仅次于8号板。

1.1.2 在油中平板表面气泡的运动速度实验

将11块玻璃板按照刚才的3种倾角分别放入油中[4]，所得结果如图4, 图5, 图6所示。

可以看出，喷涂不同材料平板的气泡运动速度与倾角的角度成正比。气泡在8号板和9号板上的运动速度最快。所以8号板的材料和9号板的材料，即醇酸黄磁、灰氯磺化聚乙烯将被选作进行下一步实验的材料。

1.2 气液分离效果对比实验

准备三个沉降杯，其中两个分别喷涂醇酸黄磁和灰氯磺化聚乙烯，剩余一个不喷涂材料，使用这三种沉降杯在油气比分别是40∶1、50∶1、60∶1，脱气效率为99%时进行气液分离实验[5]，结果如表1 所示。

图1 平板以30°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.1 Velocity of bubble on 30° glass pane

图3 平板以60°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.3 Velocity of bubble on 60° glass pane

图5 平板以45°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.5 Velocity of bubble on 45° glass pane

表1 脱气效率达到99%，3种油气比时气泡停留时间Table 1 Standing time of bubble under 3 gas-oil ratio when degassing efficiency reaches 99%

2 结 论

相比未喷涂材料的沉降杯上的停留时间，气泡在喷涂醇酸黄磁的沉降杯上停留时间在油气比40∶1、50∶1、60∶1时分别减少了6.35，5.12和3.79 s。在喷涂灰氯磺化聚乙烯的沉降杯上，气泡的停留时间在油气比40∶1、50∶1、60∶1时减少了1.26，1.67和0.86 s，所以醇酸黄磁是所选10种材料中最有利于气液分离的材料。

图2 平板以45°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.2 Velocity of bubble on 45° glass pane

图4 平板以30°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.4 Velocity of bubble on 30° glass pane

图6 平板以60°倾角放置时气泡在表面的运动速度Fig.6 Velocity of bubble on 60° glass pane

［1］ 车得福，林宗虎，陈学俊. 气泡在垂直向上流动液体中的形成[J].西安交通大学学报，1994，28 (2)：97-102.

［2］ 蒋炎坤. 水下排气气泡运动特性及其数值模拟研究[J]. 华中科技大学学报，2004，32 (10)：49250.

［3］ 程文. 水中气泡上升速度的实验研究[J]. 西安理工大学学报，2000，16 (1)：57260.

［4］ 李小明. 气泡在不同液体中上升速度的实验研究[J]. 西安交通大学学报,，2003，37 (9)：972.

［5］ 刘景宇.多杯等流型气液分离器分离效果及优选实验研究[D].大庆石油学院，2010:43-44.

Comparison and Selection of Surface Materials of Multicup Isoflux Oil-gas Separator

HAN Hong-sheng,DONG Meng

（College of Petroleum Engineering，Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163318，China）

Oil-gas separator is widely used in downhole operation at home and aboard. The multicup isoflux oil-gas separator can make gas-liquid separation more sufficient by settlement action of sediment cup. In this paper, gas-liquid separation experiment was studied by different sediment cups whose surface was respectively sprayed with10 kinds of materials, and experimental data were compared. The results show that alkyd enamel is the best sufficient material for gas-liquid separation.

Oil-gas separator; Settlement; Velocity of bubble; Standing time of bubble

TE 357

： A

： 1671-0460（2015）03-0491-02

2014-09-24

韩洪升，男，教授，研究方向：多相管流和数值模拟。E-mail：hanhs500727@sina.com。

董萌，男，硕士，研究方向：多相管流和数值模拟。E-mail：demond34@sina.com。