基于响应面法的井下旋流分离器结构优化

摘要

基于数值模拟方法与中心组合设计方法,采用二阶多项式基函数构建了井下旋流分离器的结构参数与分离效率及底流压力损失间的数学关系模型.通过开展附加试验对模型预测值与数值模拟实际值进行对比,得出分离效率和压力损失的预测值与实际值的平均相对误差分别为0.104％和4.562％,验证了模型预测结果的准确性.针对响应面优化结果与初始结构开展分离性能对比研究,结果表明:当入口油滴粒径在50～500μm范围内变化时,优化前结构的分离效率变化范围为58.92％～98.56％,优化后结构的分离效率变化范围为60.35％～99.48％;当入口含水率在94％～99％范围内变化时,优化前结构的分离效率由74.61％提高到88.07％,优化后结构分离效率由75.26％提高到91.56％.在不同粒径及含水率条件下,优化后结构均呈现出了明显的高效性及适用性.