混掺俄油的大庆原油触变特性试验

针对混掺5%~10%俄罗斯原油的大庆原油,开展了铁大线和秦京线大庆原油触变特性现场试验,结果表明,考虑原油存在不完全可逆性结构的Houska修正触变模型能比较准确地描述在特定测试温度、进站温度和多剪切速率条件下的大庆原油触变行为。试验获得了秦京线、铁大线实际管输条件下不同测试温度和进站温度的触变模型参数,对于准确计算管道停输再启动压力具有一定的指导意义。     

胶凝含蜡原油的黏弹-触变特性

早期含蜡原油的触变性模型均为黏塑性模型,未考虑黏弹性的贡献,管道停输再启动的数值模拟也未考虑黏弹性的影响。为此,利用机械比拟原理,依据含蜡原油的"黏弹-屈服-触变"特点,建立了包含9个未知参数的黏弹-触变模型。利用两种物性不同的含蜡原油在凝点附近的剪切速率阶跃、剪切速率滞回环、恒剪切速率3种典型加载模式下的实验数据对模型进行验证。结果表明:3种测试的模型拟合值与实测值的平均相对偏差分别为4.6%、6.6%、4.2%,实现了用一个模型完整、准确地描述含蜡原油加载全过程的流变响应,为输油管道停输再启动过程的水力特性及管道安全运行提供了重要的基础资料。(图4,表2,参16)     

胶凝原油管流特性研究进展

早期的管流试验装置在源，流程，温度控制，压力测量，流量控制等方面存在不足，对管流试验装置逐渐发展完善的过程进行了。由于管道中胶凝原油的启动过程非常复杂，涉及到胶凝原油热历史和剪切历史，原油的屈服特性，触变特性，粘弹性和压缩性，温降收缩和压力速度等因素，通过分析总结胶凝原油启动过程的相关理论，对原油的触变模式进行了探讨。     

含蜡原油触变性测试方法

现有触变性测试方法(加载方式)包括恒剪切率、剪切率阶跃、控制剪切率滞回环、剪应力阶跃以及控制剪应力滞回环等。利用这些方法对同一条件下含蜡原油的触变性进行测试,并利用Houska触变模型和双结构参数触变模型进行拟合。利用一种方法测试数据拟合出的触变参数对其他测试方法加载条件下的应力进行预测,依据预测结果与实测值的吻合程度,对测试方法进行评价。结果表明:无论采用何种测试方法,利用剪切率高的加载条件得到的实验数据拟合的触变参数,均可成功地对较低剪切率加载条件下的应力进行预测,反之则会出现结构参数为负值进而导致预测失败的情况;利用同一测试方法的多组实验数据共同拟合触变参数,可以提高对其他加载方式下应力的预测值与实测值的吻合程度。     

含蜡原油触变性与温度关系的研究

对加剂改性中原原油在其凝点附近不同温度处的触变特性进行了试验研究。利用Houska模型描述含蜡原油的触变性，计算结果与试验数据吻合良好。研究表明，Houska触变模型中的剩余屈服应力、触变屈服应力、稠度系数、稠度可触变部分系数、流变特性指数与温度成指数函数关系，而结构建立常数和结构裂降常数与温度无关。Houska触变模型中的参数与温度的关系可以为实际热油管道停输后再启动过程的水力分析提供依据。     

大庆原油低温流变特性量化表征

针对东北管网低输量输送大庆原油安全运行的要求,基于流变学理论分析和管输模拟试验研究结果,建立了大庆原油流变特性参数凝点、粘度(表观粘度)、屈服应力与管输条件下热历史和剪切历史关系的数学模型。引入了原油存在不完全可逆性参数的Houska触变模型适用于描述大庆原油的触变特性。通过试验,得到了铁大线、秦京线管输条件下大庆原油的触变模型参数。研究成果应用于大庆原油管道低输量运行特性和安全性评价,基于热油管道流动安全性定量评价方法,得到了铁秦线不同输量下最低安全进站温度。     

非牛顿原油结构恢复特性试验研究

通过小振幅振荡剪切试验，对经历预剪切的非牛顿原油在静置条件下的结构恢复性进行了研究。试验结果表明，在静置条件下，反映非牛顿原油结构强度大小的参数Ｇ＾＊等随时间单调增加，但在静置的初始时刻，原油的结构恢复最快。原油经受的预剪切速率越大，其结构恢复速率越大，但相应的准平衡结构强度越小。     

管流剪切对改性原油流动性的影响

依据流体剪切形变的原理，导这中流体的剪切速率分布函数和当量剪切速率计算公式，提出了管道湍流的脉动剪切速率要领及其计算方法。按照当量剪切强度的相等的原则，给出了管道层流与湍汉及粘度计之间的等效剪切模拟基础，并指出通常把工业管道的管壁剪速作为当量剪切速率来模拟管道湍流剪切是不准确的，特别是高雷诺数时，把管壁剪速看作当是剪切速率的模拟试验会严重扩大工业管道中管流剪切的影响。文中给出的计算方法和模拟方法，     

环道内胶凝原油停输再启动触变模型参数求解

触变性是衡量含蜡原油低温流动性的重要指标,对胶凝原油管道停输再启动过程的水力特性及安全性至关重要。现有触变模型参数求解仅考虑了启动后流量恢复阶段的触变数据,忽略了启动初始时刻管道内胶凝原油已经发生触变的事实。借助管流试验装置,设计控制流量的启动试验,基于启动初始充装阶段环道沿线压力数据,提出了一种获取该阶段触变数据的方法。以环道停输再启动两阶段的触变数据为基础,计算4参数双曲触变模型相关参数,得到描述胶凝触变特性的数学模型。与传统求解环道内胶凝原油触变模型参数的方法相比,考虑启动初始充装阶段求解的触变模型更能反映环道内胶凝原油真实的触变特性。(图6,表1,参23)     

降温剪切速率对加降凝剂原油流动性的影响

为了使加降凝剂的原油实现长距离的管输，就管流剪切速率进行了实验室模拟研究。把加降凝剂的原油降温过程中的剪切率称为降温剪切率，以加剂新疆原油为油样，通过试验发现，降温剪切率与降温速率有关，且存在着使粘度最小的最佳降浊剪切率，分析管道内加剂原油的流动情况，将流体沿管疲乏径向分为近壁底层区、过渡区和紊流核心区、分别测定各区内流体的剪切率，指出当管输量较低时，主要是过渡获近壁底层区内的管流剪切对加剂原同低