水下分离器气液分离装置及控制系统研究

发布时间：2023-12-13 19:02

　　如今石油天然气产业发展迅猛,世界上各发达国家逐渐将目光投向海洋资源,并从浅水逐渐向深海领域发展。水下分离器系统主要包括水下分离器及水下控制系统,其是水下油气生产系统中的关键设备,能够在水下甚至深水环境下完成气液两相分离或油水气三相分离。本文对水下分离器关键结构和控制系统进行了分析和研究,成功研制出了水下分离器及控制系统实验样机,并进行了联合实验,对其关键性能进行测试。在分析国内外水下分离器及控制系统的发展现状的基础上,提出了水下分离器及控制系统的总体方案,并进行了三维建模。确定了水下分离器气液分离装置、油水分离装置和橇体的方案,确定了水下控制系统机械结构、液压系统和电控系统总体方案。根据水下分离器的工作环境及生产要求,对重力式水下分离器的气液分离装置进行研究。确定气液分离装置入口管的结构形式和参数,并通过仿真分析不同入口管倾角对气液分离装置内部速度场、压力场和压力损失的影响,确定最佳下倾角度;考虑高低气液比两种条件初步确定了立管的直径范围,并通过仿真分析不同直径对溢流口处液相体积分数、压力降和分离效率的影响,优选出最适合的立管直径;基于柱状旋流分离理论,确定立管入口分离区和旋涡区的高度...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源、目的及研究意义
    1.2 水下分离器的发展现状
        1.2.1 水下分离器的分类
        1.2.2 水下分离器国外发展现状
        1.2.3 水下分离器国内发展现状
    1.3 水下控制系统的发展现状
        1.3.1 水下控制系统国外发展现状
        1.3.2 水下控制系统国内发展现状
    1.4 主要研究内容
第2章 水下分离器及控制系统总体方案研究
    2.1 水下分离器及控制模块的设计要求
    2.2 水下分离器总体方案设计
        2.2.1 水下分离器的主要结构
        2.2.2 气液分离装置方案
        2.2.3 油水分离装置方案
    2.3 水下控制模块总体方案设计
        2.3.1 水下控制模块的结构方案
        2.3.2 水下控制模块的液压系统方案
        2.3.3 水下控制模块的电控系统方案
    2.4 本章小结
第3章 水下分离器气液分离装置研究
    3.1 设计参数
    3.2 气液分离装置入口预分离结构
    3.3 气液分离装置立管直径
        3.3.1 立管直径计算
        3.3.2 立管直径优化仿真
    3.4 气液分离装置立管高度
        3.4.1 入口距止旋板高度
        3.4.2 滴液区
    3.5 本章小结
第4章 水下分离器控制系统研究
    4.1 水下控制系统总体设计
    4.2 对接盘研究
        4.2.1 板式液压接头和电气接头
        4.2.2 上下对接盘设计
    4.3 导向机构研究
        4.3.1 导向机构形式
        4.3.2 定位误差分析
    4.4 锁紧机构研究
        4.4.1 锁紧机构
        4.4.2 安全销
    4.5 液压阀块设计
        4.5.1 液压阀块布置
        4.5.2 液压阀块详细设计
    4.6 水下分离器冗余控制系统研究
        4.6.1 冗余控制系统硬件设计
        4.6.2 冗余控制系统软件设计
        4.6.3 水下电子模块设计
    4.7 本章小结
第5章 水下分离器及控制系统联合实验
    5.1 SCM性能实验
        5.1.1 SCM对接实验
        5.1.2 SCM液压系统测试
    5.2 水下分离器系统联合调试
        5.2.1 实验原理
        5.2.2 实验步骤
        5.2.3 数据分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3873782