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摘要
旋流分离设备逐渐成为油田解决高含水问题的关键技术之一，但放大后性能降低成为制约其工程化应用的主要因素。对比研究了直接理论设计、压力主导型相似放大设计和流量主导型相似放大设计3种放大设计方法；以处理量为1.0 m3/h的管式旋流预分水设备室内样机为原型，分别采用上述3种设计方法设计了处理量为10.0 m3/h的工程样机；通过数值模拟详细对比了流动特性，并开展了现场试验研究。结果表明，流量主导型相似放大设计方法所得设备不仅离心加速度最大而且轴向衰减率最小，最大切向速度衰减率仅为25.39%。该方法设计的工程样机在油田现场的运行效果与室内样机基本一致：当采出液含水率在75%～90%范围内时，在确保分水率大于50%的前提下，可以将水出口的含油质量浓度控制在1321 mg/L以下。综合来看，流量主导型相似放大设计方法具有计算周期短、实施方便等优点，可为旋流分离设备的放大设计提供理论指导。
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单位北京石油化工学院; 中海油研究总院有限责任公司
