井下作业过程中将产生大量落地原油、含油污水以及残酸废液等污染物,对附近的环境和生态系统的稳定有着直接的影响。目前油田井下作业时多采用污油收集回注装置处理井下作业时产生的污油。回收装置使用中存在的主要问题是当污油粘度大、环境温度低时,原有泵组抽吸和外排能力不足,加热系统加热时间过长。上述问题的存在影响了带压作业的正常运行。本课题采用理论分析、数值模拟与现场实验相结合的方法,开展了吸入泵、外输泵选型计算和污油罐加热的数值模拟研究。依据流体力学相关理论,建立了吸入泵、外输泵沿程损失计算模型,根据对各种泵的综合分析选择2X-100旋片式真空泵作为吸入泵,选择LQ3A-20型凸轮泵作为外排泵;根据传热学相关理论建立了瞬态污油罐对流传热数值计算模型,通过数值模拟分析了加热管结构参数变化对温度场和速度场的影响规律,得出污油装置内主要的热量传递方式为自然对流,而加热棒下方的传热方式为热传导;在此基础上开展了加热棒优化设计,选择采用三根加热棒的方案对污油罐进行加热,该方案加热温度更加均匀、热效率高,可有效缩短加热时间。根据理论计算和数值模拟结果,设计、加工了新型污油回收装置。对新型污油回收装置进行现场试验,基本满足了设计初的预想。经过半年多的试用,解决了当下井下作业的现场污油排放问题。该课题的研究可为油田其它环节污油收集回注研究提供理论支持。