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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 矿场油气处理设备的现状和发展趋势2

1.2.1 静电聚结脱水3

1.2.2 紧凑型多相内联水分离（IWS）系统4

1.2.3 TORR污油治理回收技术5

1.2.4 倾斜管底部开孔分散除水5

1.2.5 紧凑诱导气浮选技术6

1.2.6 深水区海底分离技术7

第2章 油气物性及物料分离基本理论11

2.1 油气性质11

2.1.1 原油11

2.1.2 天然气23

2.2 油气水分离基本理论38

2.2.1 从气体中分出油滴38

2.2.2 从液相内分出气泡42

2.2.3 油水乳状液理论44

2.2.4 乳状液的稳定性48

2.2.5 乳状液的其他物性49

2.3 蒸馏的基本理论52

2.3.1 闪蒸52

2.3.2 简单蒸馏53

2.3.3 精馏54

2.4 水力旋流分离理论58

2.4.1 切向速度分布58

2.4.2 轴向速度分布58

2.4.3 径向速度分布59

2.4.4 颗粒的沉降速度59

2.4.5 液-液水力旋流器内液滴的运动60

第3章 矿场油气计量技术与设备64

3.1 国内外矿场油气现状及先进计量技术64

3.1.1 常用单井计量技术64

3.1.2 港西模式71

3.1.3 国外计量现状73

3.1.4 多相流计量的基本原理76

3.1.5 多相流量的测量方法77

3.1.6 多相流量计的分类81

3.1.7 多相流量计的性能评价87

3.1.8 对多相流计量的认识95

3.2 油井两相分离变压控制仪表计量技术96

3.3 基于明渠流原理的三相在线不分离计量系统97

3.3.1 计量样机原理图97

3.3.2 样机结构设计98

3.3.3 计测模型建立与智能化软件系统100

3.3.4 计量结果误差分析112

3.3.5 现场实验结果分析113

3.4 多相流计量技术面临的挑战及未来发展趋势117

3.4.1 面临的挑战117

3.4.2 未来趋势118

第4章 矿场原油分离设备119

4.1 概述119

4.2 油气分离设备的主要类型119

4.2.1 常用的两相油气分离方式和压力选择119

4.2.2 油气两相分离器的分类121

4.2.3 油气分离器的工作原理123

4.2.4 油气分离器的结构124

4.2.5 油气分离器应满足的要求126

4.2.6 几种典型的其他结构油气分离器126

4.3 游离水脱除设备129

4.4 油、气、水三相分离器129

4.4.1 三相分离器的结构130

4.4.2 三相分离器的油水界面控制131

4.4.3 影响设备效率的因素133

4.4.4 油气水三相分离器流场数值模拟136

4.4.5 油气水三相分离器分离性能测试147

4.4.6 提高效率的改进措施155

4.4.7 三相分离器的系列化设计158

4.4.8 三相分离器的技术指标162

4.5 热化学脱水器162

4.5.1 卧式压力沉降罐的结构形式163

4.5.2 卧式压力沉降罐的沉降速度计算165

4.5.3 设计参数165

4.5.4 卧式沉降罐和选用规格165

4.6 液-液旋流分离器166

4.6.1 旋流管单相流场模拟167

4.6.2 液-液旋流管两相紊流数值模拟183

4.7 气液旋流分离器194

4.7.1 机理模型研究194

4.7.2 数值模拟研究202

4.7.3 分离器工艺设计方法213

4.7.4 实验模型设计与实验结果分析214

4.8 碟片离心机218

4.9 发展趋势219

第5章 矿场原油脱水设备220

5.1 高频脉冲电场作用下油水乳状液分离221

5.1.1 电场破乳分散相液滴行为221

5.1.2 高频脉冲电场作用下液滴动力学研究227

5.1.3 高频脉冲电场作用下油水乳状液破乳机理的图像学研究243

5.1.4 高频脉冲电脱水现场工业试验253

5.2 采出液电磁聚结预处理技术257

5.2.1 采出液电磁聚结规律研究257

5.2.2 采出液电磁聚结机理261

5.2.3 电磁聚结装置的研制262

5.2.4 现场试验264

5.3 移动式矿场老化原油净化处理装置265

5.3.1 老化原油的特性分析及处理工艺研究267

5.3.2 老化原油处理装置的研制272

第6章 矿场原油伴生气处理设备277

6.1 概述277

6.1.1 天然气脱水技术277

6.1.2 天然气脱硫277

6.2 涡流气体净化分离装置278

6.2.1 工作原理与设计方法281

6.2.2 分离装置的理论模型及其分析计算286

6.2.3 涡流气体净化分离装置研制299

6.3 超重力脱硫技术300

6.3.1 天然气脱硫工艺现状300

6.3.2 脱硫工艺的选择依据302

6.3.3 单井脱硫工艺流程303

6.3.4 超重力脱硫技术305

6.3.5 含硫天然气超重力脱硫技术现场应用313

第7章 矿场原油高效加热设备317

7.1 概述317

7.1.1 水套炉的基本结构形式317

7.1.2 国内外新型水套炉的主要技术特点318

7.1.3 水套炉结构性能优化设计的必要性319

7.2 内肋翅片管制造工艺和强化传热方式优选320

7.2.1 内肋翅片管的结构形式320

7.2.2 翅片管的加工工艺322

7.2.3 内肋翅片管传热及阻力特性对比分析324

7.2.4 管内强化换热方式的综合比较328

7.3 新型高效水套炉性能结构的优化设计328

7.3.1 加热系统结构的优化329

7.3.2 换热盘管结构的改进334

7.3.3 热媒介质的优选334

7.3.4 新型高效水套炉性能结构的优化配置335

7.4 高效水套炉的工艺设计336

7.4.1 三维内肋管内流态的划分及热力阻力试验研究336

7.4.2 加热炉热力阻力计算341

7.5 水套炉运行效率的影响因素分析341

7.6 专用燃烧器的应用开发343

7.6.1 空气过剩系数的控制344

7.6.2 加热系统的阻力特性344

7.6.3 燃烧器的控制系统345

7.7 高效水套炉的控制系统346

7.7.1 水套炉温度控制方案346

7.7.2 水套炉的控制系统347

第8章 油气混输管路终端段塞流捕集器349

8.1 概述349

8.2 段塞流形成机理及特征参数计算349

8.2.1 概述349

8.2.2 段塞流形成的机理350

8.2.3 常见的段塞流特征参数的计算模型354

8.2.4 液塞捕集器入口段塞流工况356

8.2.5 小结366

8.3 段塞流捕集器研制366

8.3.1 设计原则366

8.3.2 段塞流捕集器内部结构优化367

8.3.3 容器式捕集器尺寸设计及优化368

8.3.4 管式液塞捕集器工艺计算380

第9章 含油泥砂净化处理设备384

9.1 概述384

9.1.1 国内外处理现状385

9.1.2 发展趋势391

9.2 成套设备研制391

9.2.1 分离清洗设备磨损研究391

9.2.2 脱水设备研究394

9.3 处理装置构型设计研究395

9.3.1 含油砂提升设备395

9.3.2 含油砂清洗设备396

9.3.3 含油砂脱水设备399

9.3.4 输送设备400

9.3.5 设备撬装化400

9.4 现场应用试验401

9.4.1 试验站况401

9.4.2 含油砂处理装置试验402

参考文献409

本书涉及专利414