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作者：郭昭阳;赵军伟;赵立新;刘琳;鲁辉;王亚红;蒋明虎;
单位：东北石油大学机械科学与工程学院;黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室;中海油田服务股份有限公司;资源协同陆相页岩油绿色开采全国重点实验室;
摘要：中国大部分油田含水率逐年上升，井下油水分离及同井注采技术的应用可实现油水在井下原位分离，提升高含水油井的开采效益。为进一步提升井下油水分离效果，利用小直径旋流器的高效性，设计一种由多级小型油水旋流器并联的井下油水分离装置。结合数值模拟与响应面分析法对小型油水旋流器的螺旋段和分离段进行优化研究，构建小型油水旋流器结构参数与分离效率及压力损失间的数学关系模型。获得最优结构参数的配置形式为：螺旋头数为3头，螺旋螺距为22.94 mm,螺旋圈数为0.87圈，溢流管直径、底流管直径和底流管长度分别为4.73、8.5、25 mm。优化后井下小型油水旋流器分离效率可达95.32%,提升了5.28%。利用PIV(粒子图像测速)技术对井下小型旋流器进行流场测试及分析，验证模拟的准确性。该结构可为井下油水分离技术在分离性能提升方面提供新的设计思路，有助于促进该技术的进一步应用。
关键词：井下;;小型油水旋流器;;响应面优化;;数值模拟;;PIV流场测试
基金资助：国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目(U21A20104);; 国家留学基金委公派博士后项目(202408230140);; 东北石油大学“国家基金”培育基金项目(2023-GPL-10);东北石油大学人才引进科研启动经费资助项目(2022KQ13);; 大庆市指导性科技计划项目(zd-2023-34)
