CN112149238B - 气液分离器中气泡上浮速度的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法及装置。该方法包括：获取物性参数及气泡实测直径；根据气泡实测直径将气泡等效为椭球体，确定与椭球体体积相等的球体半径；执行反算步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；执行比较步骤：比较雷诺数假定范围及雷诺数反算范围，若雷诺数反算范围在雷诺数假定范围之内，则将气泡预估速度作为气泡最终速度；若不在，则重设雷诺数假定范围，重复执行反算步骤及比较步骤，直至雷诺数反算范围在雷诺数假定范围之内。
Description
技术领域
本发明涉及油田地面工程的油气分离技术领域，尤指一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法及装置。
背景技术
地下采出原油经井筒及地面集输管道进入地面油气分离器时，原油中原溶解的气体以气泡的形式析出，分离器中的气、液能否高效、成功分离成为在油气分离器设计当中的关键参数。因为原油从地下被采出直至进入分离器中，其温度和压力发生了很大程度的变化，气体快速析出并形成气泡，对分离器形态的设计偏差将会导致设备分离效果变差，给油气生产带来了生产运行及维护成本。合理的气泡上浮速度计算方法能够更加精确把握分离器尺寸设计关键参数，同时在油气分离器的设计过程中对关键参数起指导作用。但目前油气分离器的参数设定并没有依据准确的气泡最终速度而设定，导致油气分离器分离效果差、效率低。
发明内容
为了解决由于气泡最终速度不准确而导致的油气分离器分离效果差、效率低等问题，本发明实施例提供一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法，所述方法包括：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
可选的，在本发明一实施例中，所述根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值包括：当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为0.45。
可选的，在本发明一实施例中，当所述雷诺数假定范围为不大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρl，雷诺数与阻力系数的关系常数为C，原油粘度为μ。
可选的，在本发明一实施例中，当所述雷诺数假定范围为大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρl，原油粘度为μ，阻力系数为CD。
可选的，在本发明一实施例中，所述方法还包括：根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
本发明实施例还提供一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
等效模块，用于根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
反算模块，用于执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
比较模块，用于执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
可选的，在本发明一实施例中，所述反算模块包括：阻力系数变化单元，用于当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；阻力系数恒定单元，用于当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为 0.45。
可选的，在本发明一实施例中，所述装置还包括：分离器模块，用于根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
本发明通过利用预设雷诺数范围、阻力系数的取值及气泡最终速度计算公式来准确的确定出气泡最终速度，该气泡最终速度可以准确的反应出原油中气泡的上升至地上时的运动情况，以此可以准确的设定油气分离器的参数，保证油气分离器分离效率与效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法的流程图；
图2为本发明实施例一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法及装置。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示为本发明实施例一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法的流程图，图中所示方法包括：
步骤S1，获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
步骤S2，根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
步骤S3，执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
步骤S4，执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
作为本发明的一个实施例，所述根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值包括：当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为0.45。其中，在雷诺数小于1000时，阻力系数的取值与雷诺数有关，需根据雷诺数确定阻力系数。在雷诺数不小于1000时，阻力系数的取值恒定，为0.45。
在本实施例中，当所述雷诺数假定范围为不大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρl，雷诺数与阻力系数的关系常数为C，原油粘度为μ。
在本实施例中，当所述雷诺数假定范围为大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρ1，原油粘度为μ，阻力系数为CD。
作为本发明的一个实施例，根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
通常，在设计分离器时，要对分离器的尺寸进行确定，分离器尺寸的选择其目的和意义在于让气、液两相在罐中有充分的分离时间，从而达到最佳分离效果。即令气泡有充分的时间从液体中解析出来，并且从液体底部上升到液面顶端。
在分离器设计参数的求取过程中，需要对气泡上升的最终速度进行计算和确定，而气泡上升的最终速度即可使用本发明上述公式计算得到。苏联和国内通常是通过求取油滴的沉降速度，然后通过经验系数法求取气泡上升的最终速度。例如：
1)中国经验系数法：
vgv＝(0.7～0.8)v
或
2)苏联经验系数法：
vgv＝(0.75～0.8)v
上式中，v代表求取的油滴沉降速度，vgv代表气泡上升的最终速度。
在本发明一具体实施例中，在气泡上升行为过程中，气泡本身受到液体介质的浮力、气泡自身重力、液体粘性阻力，其中浮力与粘性阻力处于同一个数量级，而气泡重力同前两者相比差两个数量级，因此首先考虑对重力项的取舍进行计算和论证。当颗粒在静止、不可压缩、无限大、无粘性流体中做匀速运动时，颗粒所受的阻力为零。但当颗粒在无粘性流体中做加速运动时，它要引起周围流体作加速运动，由于流体具有惯性，表现为对颗粒有一个反作用力，即虚拟质量力(也称视质量力、附加质量力)。本发明将研究对象小气泡在上升过程中体积视变化微小，考虑将其等效为颗粒。关于上升过程中的体积，本发明采取先暂时考虑假设其体积不变，采用颗粒等效的方式进行推导和计算，再使用计算结果反证气泡上升过程中的体积变化率。
具体的，气泡的上升运动保持竖直方向；上升过程中气泡体积发生微小变化。整个运动过程为先做加速度改变的变加速直线运动，加速度改变趋势为从大到小，加速阶段结束时消失，末速度为u2；然后气泡做速度为u2的匀速直线运动。在整个气泡上升过程中，忽略气泡重力，因此气泡在上升过程中始终受到两个力的作用，即受到液体介质的浮力FV＝ρlgVg、液体介质的粘性阻力
在上升过程中，以竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律，得到：
FV-FD＝ma (1)
假设气泡半径为r，气体密度为ρg，原油液体密度为ρl，气泡上升时间为t，速度为v，重力加速度g，气泡在上升方向的投影面积为f，原油液体粘度μ引入气泡重力FG＝ρggVg，根据牛顿第二定律对气泡进行受力分析，得到牛顿运动方程：
FV-FG-FD＝ma (2)
将各力的表达式及参数值代入，牛顿运动方程可化为：
在式(3)中，对于阻力系数CD的取值，当雷诺数Re≤1时，阻力系数计算公式为CD＝16/Re；而当1＜Re＜1000时，阻力系数公式为CD＝48/Re和CD＝32/ Re。
不妨设分子的常数值为C，那么可得阻力系数的一般性计算模型为：
联立(3)、(4)、(5)得：
整理，化简，得：
分离变量然后积分，根据假设条件，气泡半径不变，带入初始条件零时刻、气泡上升初速度为零(t＝0，v＝0)得：
由式(5)可以看到，当时间趋于无穷大，即当t→+∞时，
若气泡的初速度为零，在合外力的作用下作加速上升运动，随着气泡速度的增大，阻力也相应增大，直至合外力为零，之后在平衡力的作用下以一稳定的速度v作匀速直线运动，气泡上升最终速度为：
另一种情况，若取阻力系数CD＝0.45，则雷诺数Re必须满足Re≥1000。因此，可直接带入阻力系数CD进行计算，故式(3)进行微分方程求解，得到气泡上升运动的速度方程：
由式(8)可知，当时间趋于无穷大时，即当t→+∞时，
若气泡的初速度为零，在合外力的作用下作加速上升运动，随着气泡速度的增大，阻力也相应增大，直至合外力为零，之后在平衡力的作用下以一稳定的速度v作匀速直线运动，气泡上升最终速度为：
此外，假设大气压强为p0，位置坐标为z，零点设于液面，坐标方向竖直向下，液体表面张力系数为σ，则气泡内部压强为：
通常，气体在压强不太大，温度不太低时都可以看作是理想气体。假设n为气体的物质的量，R为气体常量。在常压下，气泡在上升过程中，泡内气体状态由理想气体状态方程描述为：
pVg＝nRT (11)
将气体状态方程带入(10)式，得：
当温度恒定时，T为常量，那么上式右侧为常数，z增大时，r增大，即气泡半径增大，气泡膨胀，对上式两侧对时间t求导，得：
将式(7)中的极限速度代入式(13)，得气泡的半径变化率为：
在本发明一具体实施例中，由于气泡在上升过程中的周围液体的流态难以确定，因此雷诺数的取值范围也无法直接给出计算结果。在式(3)当中对阻力系数CD中常数C总可能有四种不同的取值，分别对应不同的雷诺数适用范围。首先根据不同C 取值计算出该阻力系数下的气泡上升终速度值，再根据该速度值反算达到该速度时所对应的雷诺数。雷诺数与相对应的C∈{16,24,32,48}的取值范围计算出的雷诺数可以被当做判断条件：若取C＝16，则雷诺数Re必须满足Re≤1；若取C＝32或48，则雷诺数Re必须满足Re>1。如果上述四种阻力系数的计算结果均不符合判断条件，观察雷诺数的计算结果，如果雷诺数Re的结果均大于1000，则考虑直接采用取阻力系数CD＝0.45。
在阻力系数可变的情况下，以水代替原油液体，计算取水的密度ρl＝997kg·m-3，二氧化碳的密度ρg＝1.97g·L-1，水的粘度μ＝0.001Pa·s，水的表面张力系数σ＝0.0721N·m-1(20℃)。
(1)半径1mm气泡
对不同的阻力系数CD中的常数C，有四种取值方式，通过四种常数计算极限速度vmax，并反算得雷诺数Re如表1所示。
表1半径为1mm气泡上升参数计算结果
根据计算结果，取C＝16时，反算得到的雷诺数Re不满足此时的阻力系数判断条件Re≤1，因此舍去。对其余三种阻力系数CD的取值进行半径变化率的计算，得到当高度z＝0时与高度z＝-2m时的半径变化率β。计算结果如表1。气泡在水中释放时开始加速，最后达到极限速度并保持这个速度上升。由表1可知，从气泡达到极限速度开始至气泡到达液面这段时间内，气泡的半径变化率变化范围是β∈(βz＝-2, βz＝0]。
(2)半径5mm气泡
表2半径为5mm气泡上升参数计算结果
根据计算结果，若取C＝16时，反算得到的雷诺数Re不满足此时的阻力系数判断条件Re≤1，因此舍去。对其余三种阻力系数CD的取值进行半径变化率的计算，得到当高度z＝0时与高度z＝-2m时的半径变化率β的计算结果如表2。气泡在水中释放时开始加速，最后达到极限速度并保持这个速度上升。由表2可知，从气泡达到极限速度开始至气泡到达液面这段时间内，气泡的半径变化率变化范围是β∈(β z＝-2,βz＝0]。
(3)半径10mm气泡
表3半径为10mm气泡上升参数计算结果
根据计算结果，若取C＝16时，反算得到的雷诺数Re不满足此时的阻力系数判断条件Re≤1，因此舍去。对其余三种阻力系数CD的取值进行半径变化率的计算，得到当高度z＝0时与高度z＝-2m时的半径变化率β的计算结果如表3。
计算结果显示，1mm和5mm气泡上升过程中，在零时刻和高度达到2米时气泡半径的变化率均未到1％。计算结果显示，当气泡半径取到5mm及10mm时，气泡上升的最终速度高达81-325m/s，雷诺数高达106数量级，这一系列结果明显脱离了实际情况，推测可能是由于在阻力系数可变情况下，阻力系数与雷诺数反复迭代计算导致结果的膨胀和失真。
综上所述，在四种可变阻力系数取值当中，所有计算结果得出的雷诺数Re均大于1000，因此下面考虑采用固定阻力系数法对三种半径的气泡上升速度进行计算。此外，从表1-表3可看出，气泡的半径变化率极小，显然，上升过程中气泡体积发生微小的变化可忽略不计。
不妨假定雷诺数Re≥1000，此时阻力系数CD恒定，可直接取值0.45。根据三力模型，忽略气泡半径变化，令阻力系数CD＝0.45计算可得，
(1)气泡半径为1mm时；气泡上升的最终速度vmax＝0.24m/s；
(2)气泡半径为5mm时；气泡上升的最终速度vmax＝0.54m/s；
(3)气泡半径为10mm时；气泡上升的最终速度vmax＝0.76m/s。
本发明通过利用预设雷诺数范围、阻力系数的取值及气泡最终速度计算公式来准确的确定出气泡最终速度，该气泡最终速度可以准确的反应出原油中气泡的上升至地上时的运动情况，以此可以准确的设定油气分离器的参数，保证油气分离器分离效率与效果。
如图2所示为本发明实施例一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置的结构示意图，图中所示装置包括：
获取模块10，用于获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
等效模块20，用于根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
反算模块30，用于执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
比较模块40，用于执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
作为本发明的一个实施例，所述反算模块包括：阻力系数变化单元，用于当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；阻力系数恒定单元，用于当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为0.45。
作为本发明的一个实施例，所述装置还包括：分离器模块，用于根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
基于与上述一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置。由于该一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置解决问题的原理与一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法相似，因此该一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置的实施可以参见一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明通过利用预设雷诺数范围、阻力系数的取值及气泡最终速度计算公式来准确的确定出气泡最终速度，该气泡最终速度可以准确的反应出原油中气泡的上升至地上时的运动情况，以此可以准确的设定油气分离器的参数，保证油气分离器分离效率与效果。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
基于与上述一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法相同的申请构思，本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法相似，因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明通过利用预设雷诺数范围、阻力系数的取值及气泡最终速度计算公式来准确的确定出气泡最终速度，该气泡最终速度可以准确的反应出原油中气泡的上升至地上时的运动情况，以此可以准确的设定油气分离器的参数，保证油气分离器分离效率与效果。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气液分离器中气泡上浮速度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值包括：
当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；
当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为0.45。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述雷诺数假定范围为不大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρl，雷诺数与阻力系数的关系常数为C，原油粘度为μ。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述雷诺数假定范围为大于1000时，所述气泡最终速度计算公式为：
其中，球体半径为r，伴生气密度为ρg，原油密度为ρl，原油粘度为μ，阻力系数为CD。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
6.一种气液分离器中气泡上浮速度的确定装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
等效模块，用于根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
反算模块，用于执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
比较模块，用于执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述反算模块包括：
阻力系数变化单元，用于当所述雷诺数假定范围为小于1000时，根据所述雷诺数确定对应的阻力系数值；
阻力系数恒定单元，用于当所述雷诺数假定范围为不小于1000时，所述阻力系数值设为0.45。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：分离器模块，用于根据所述气泡最终速度设定油气分离器的参数。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
执行比较步骤：比较所述雷诺数假定范围及所述雷诺数反算范围，若所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内，则将所述气泡预估速度作为气泡最终速度；若所述雷诺数反算范围不在所述雷诺数假定范围之内，则重设雷诺数假定范围，并重复执行所述基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤及所述比较步骤，直至所述雷诺数反算范围在所述雷诺数假定范围之内。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取原油及伴生气的物性参数及气泡实测直径；
根据所述气泡实测直径将所述气泡等效为椭球体，确定与所述椭球体体积相等的球体半径；
执行基于预设的雷诺数假定范围确定对应的雷诺数反算范围的步骤：根据预设的雷诺数假定范围，确定阻力系数的取值方式及对应的阻力系数值；根据所述阻力系数值、所述球体半径及所述物性参数，利用气泡最终速度计算公式确定气泡预估速度；根据所述气泡预估速度、所述球体半径及所述物性参数，利用雷诺数计算公式确定雷诺数反算范围；
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