Метою даної роботи є встановлення оптимальних параметрів і режимів роботи сепараційного обладнання із врахуванням нестабільності умов експлуатації. Поставлена мета досягається через реалізацію наступних задач: - проведення аналізу і селективного відбору оптимальних теоретичних та експериментальних даних, геометричних параметрів, режимів роботи сепараторів; - виконання теоретичних досліджень впливу характеристик суміші на вибір оптимальних геометричних параметрів і режимів роботи сепараторів, які б забезпечили найвищу ефективність сепарації або не нижчу згідно виробничих вимог; - проведення експериментальних досліджень і встановлення взаємо зв'язок між характеристиками суміші, яка входить, геометричними парамет рами, режимами роботи сепаратора та ефективністю сепарації; - визначення раціональних параметрів і режимів роботи газосепараторів для різних умов експлуатації. - розроблення методики визначення параметрів та розрахунку окремих елементів сепаратора; - розроблення методів та засобів запобігання впливу зміни характеристик вхідного потоку на робочі параметри газосепараторів в процесі експлуатації. ЗМІСТ ВСТУП 4 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ПРОБЛЕМИ. МЕТА І ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ 9 1.1. Актуальність проблеми сепарації сумішей 9 1.1.1. Актуальність дегазації бурових промивних рідин 9 1.1.2. Актуальність очищення газу від рідини та механічних домішок 12 1.2. Аналіз умов роботи розділювачів сумішей 18 1.2.1. Аналіз умов роботи дегазаторів бурового розчину 18 1.2.2. Аналіз умов роботи газових сепараторів 20 1.3. Аналітичний огляд конструктивних вирішень проблеми 32 1.3.1. Аналіз конструкції дегазаторів 32 1.3.2. Аналіз конструкції сепараторів 35 1.4. Аналіз праць, пов'язаних із дослідженням сепараторів 45 1.5. Мета і задачі досліджень 51 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ СЕПАРАТОРІВ 53 2.1. Математична модель сепарації газорідинної суміші в сепараторі інерційного типу 53 2.2. Дослідження руху суміші по внутрішній поверхні камери сепаратора гідроциклонного типу 71 2.3. Дослідження процесу проходження суміші через насадок сепаратора ...83 2.4. Аналіз теоретичних досліджень та вибір і обґрунтування параметрів і режимів експериментальних досліджень 93 РОЗДІЛ З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ 96 3.1. Задачі та методика експериментальних досліджень 96 3.2. Лабораторно-експериментальна установка 98 3.3. Лабораторні експериментальні дослідження 101 3.4. Обробка та аналіз результатів експериментальних досліджень 105 РОЗДІЛ 4 КОНСТРУКТИВНЕ ВИРІШЕННЯ СЕПАРАТОРА 112 4.1. Обґрунтування вибору конструкції сепаратора 112 4.2. Комп'ютерне моделювання роботи конструкції сепаратора та вибір оптимальних конструктивних елементів 117 4.3. Описання конструкції і принципу роботи запропонованого сепаратора 124 РОЗДІЛ 5 ПРОМИСЛОВІ ВИПРОБУВАННЯ СЕПАРАТОРА 156 5.1. Програма і методика промислових випробувань 156 5.2. Промислові дослідження і випробування сепаратора 160 5.2.1. Промислові випробування сепаратора на родовищі Шахпахти 160 5.2.2. Промислові випробування сепаратора на ГРС м. Темрюк 165 5.3. Аналіз результатів промислових випробувань 168 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 170 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 173 ДОДАТКИ Додаток А Графіки перепаду тиску на окремих елементах сепаратора, отримані в результаті експериментальних досліджень (до розділу 3) 187 Додаток Б Програма і методика промислових випробувань сепаратора 191 СГВ-7 191 Додаток В Методика розрахунку сепаратора СГВ-7 192 Додаток Д Матеріали, що підтверджують впровадження розробки 193