旋流分离对天然气水合物除砂提纯的影响

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邱顺佐¹，王国荣^1*，王广申¹，周守为^2,4，刘清友^1,3,4，钟林¹，王雷振¹

1. 西南石油大学机电工程学院海洋天然气水合物实验室，四川成都 6105002. 中国海洋石油总公司，北京 1000103. 西华大学流体机械及动力机械教育部重点实验室，四川成都 6100394. 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610500

收稿日期:2018-03-19修回日期:2018-07-04出版日期:2019-02-22发布日期:2019-02-12
通讯作者:王国荣

基金资助:海洋水合物固态流化测试新技术━天然气水合物高效破岩研究;我国深水工程技术和深水装备发展战略研究━海底浅层天然气水合物与矿产资源开发战略研究

Effects of hydrocyclone separation on purification of natural gas-hydrate slurry and sand remove

Shunzuo QIU¹, Guorong WANG^1*, Guangshen WANG¹, Shouwei ZHOU^2,4, Qingyou LIU^1,3,4, Lin ZHONG¹, Leizhen WANG¹

1. College of Mechatronic Engineering and Marine Natural Gas Hydrate Laboratory, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China 2. China National Offshore Oil Corporation, Beijing 100010, China3. Key Laboratory for Fluid Machinery and Power Machinery, Ministry of Education, Xihua University, Chengdu, Sichuan 610039, China 4. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Development Engineering, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500, China

Received:2018-03-19Revised:2018-07-04Online:2019-02-22Published:2019-02-12

摘要/Abstract

摘要： 针对固态流化开采方法开采海底天然气水合物含砂量大导致开采效率低的问题，提出原位分离工艺，设计了旋流分离装置，基于该装置利用CFD数值模拟方法研究了固相(砂和水合物颗粒)直径、入口浆体流量及浆体中砂浓度对装置分离性能的影响。结果表明，在研究范围内，砂和水合物分离效率大部分高于60%，最高达98.72%，压降大部分低于0.5 MPa，最低至0.03 MPa。砂粒分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳，随浆体入口流量增大先增大后减小，随砂浓度增大而降低；水合物分离效率随固相粒径增大先增大后趋于平稳，随浆体入口流量增大先增大后减小，随砂浓度增大而降低。溢流口和底流口压降几乎不随固相粒径变化，随砂浓度和浆体入口流量增大而增大。固相粒径、入口流量、砂浓度对分离性能有较大影响，在砂粒径大于20 ?m、水合物粒径大于40 ?m、浆体入口流量约5 m3/h、入口砂浓度不超过25vol%的条件下分离性能良好。

引用本文

邱顺佐王国荣王广申周守为刘清友钟林王雷振. 旋流分离对天然气水合物除砂提纯的影响[J]. 过程工程学报, 2019, 19(1): 64-72.
Shunzuo QIU Guorong WANG Guangshen WANG Shouwei ZHOU Qingyou LIU Lin ZHONG Leizhen WANG. Effects of hydrocyclone separation on purification of natural gas-hydrate slurry and sand remove[J]. Chin. J. Process Eng., 2019, 19(1): 64-72.

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