海上油田采出水处理用旋流气浮一体化技术的机理与特性研究

海上高含水油田、绿色油田、深水油田以及边际油田的开发对采出水处理提出了新挑战，要求相应的设备朝着紧凑高效的方向发展。本项目将综合应用水力学、分散介质力学、图像处理、计算流体动力学等学科的知识，首次对采出水处理用低强度旋流气浮一体化装置设计研发过程中所涉及的微细气泡特性和运移机理、微细气泡与分散相油颗粒的碰撞效率、设备内部多相流体流动状况等气浮动力学关键科学问题进行应用基础研究；通过充分发挥气液混合泵溶气逆流气浮与低强度旋流离心力场的协同效应、基于CFD数值模拟分析结构参数/物性参数/操作参数对内部流场的影响规律、进行样机分离特性实验等措施，建立系统设计理论和放大设计准则。项目研究成果能够在丰富气浮理论研究内涵的同时，为国内自主研发紧凑高效油水分离设备奠定坚实理论基础，推广应用于陆上油田采出水、炼油污水等领域能产生更大的经济效益，部分成果还可供城镇污水厂二级出水深度处理回用等场合借鉴。

海上高含水油田、绿色油田、深水油田以及边际油田的开发对采出水处理提出了新挑战，要求相应的设备朝着紧凑高效的方向发展。本项目综合应用水力学、分散介质力学、图像分析、计算流体动力学(CFD)等学科的知识，首次对采油污水处理用低强度旋流气浮一体化装置设计研发过程中所涉及的微细气泡特性、微细气泡与分散相油颗粒的碰撞效率、含油污水室内再现配制、设备内部多相流体流动状况等气浮动力学关键科学问题进行了应用基础研究；通过充分发挥逆流气浮与低强度旋流离心力场的协同效应、基于CFD数值模拟分析结构参数/物性参数/操作参数对内部流场的影响规律、进行室内和海上采油平台分离特性实验等措施，成功研制开发了具有自主知识产权的高效紧凑型旋流气浮一体化采油污水处理工程样机，展现出了优良的油水分离效果，并建立了系统的设计方法和完整的理论研究路线。项目研究成果在丰富气浮理论研究内涵的同时，为国内工业化应用紧凑高效油水分离设备奠定了坚实理论基础。