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液體攪拌罐固井是石油開采的重要環節

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液體攪拌罐固井是石油開采的重要環節

2020-05-08

 固井是石油開采的重要環節。考慮油井使用壽命等問題,工程上對固井水泥漿有嚴格的混配要求。固井水泥漿混配過程是水泥灰顆粒在液體介質中均勻混合的過程。液體攪拌罐,屬於固液懸浮。攪拌是實現固液懸浮的操作之一。 本文以固井水泥漿混配過程為背景。針對高濃度顆粒裝載的特點,在運動方程中加入"擬溫度"項來表示顆粒之間的相互碰撞及湍流脈動;通過標準k ?ε模型表示液體的湍流運動;建立相應的數值計算模型並求解攪拌罐內的流場信息。


液體攪拌罐


以往攪拌罐內的研究多集中在固相顆粒離底懸浮上不同,本文考慮攪拌過程中的能耗,分析攪拌槳槳型對罐內固相顆粒均勻懸浮的影響。引入懸浮均勻度和攪拌功率作為判據。經計算對比,槳采用向下泵送時,固體顆粒懸浮效果好,攪拌功率較小,適合應用到固井水泥的混配方案中。

液體攪拌罐


攪拌設備普遍應用在化工、食品、石油和水處理等行業中,其中固液兩相混合攪拌操作是比較常見的操作技術。對固液懸浮攪拌罐中的固-液兩相流場進行研究,進而討論攪拌罐內顆粒相濃度分布的規律,是固液攪拌研究工作的重要組成部分。目前,對稀疏液-固兩相混合,顆粒相完全離底懸浮狀態下的流場研究常見報道,而對於稠密液-固兩相混合,顆粒相完全均勻懸浮狀態的研究卻少有涉及。本文針對高濃度固井水泥漿的混配攪拌過程,采用CFD技術對攪拌罐內顆粒相完全均勻懸浮狀態下的稠密液-固兩相流場進行模擬分析。首先基於Eulerian-Eulerian觀點建立描述攪拌罐內稠密液-固兩相流的"兩流體"模型,采用RNGκ?ε湍流模型對流體相的湍流特性進行描述,利用多重參考係法對攪拌罐內稠密液-固兩相流的流體動力學特性進行了三維全流場數值模擬,著重分析攪拌罐的結構設計及攪拌轉速對顆粒濃度分布的影響,進而對現有攪拌罐的結構進行優化。僅供參考。


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