BINGHAM流体管流流动温度分布

在石油开发，输送和加工等过程中，非牛顿流体的供热特性和流动特性一样，均处于非常重要的地位。     

油水乳状液压降的估算

多数情况下,原油从集油站或泵站输往脱水站不得不流经一段长距离管道。大量的伴生水经常被充分乳化,使这种油水混合液呈现非牛顿流体特性。设计输送这种乳状液的管道有几种可行的估算方法。不过,对已建管道的输送量,尤其是对于允许一条管线停输而对另一条管线暂时增加输送量的情况,经常要作快速估算。鉴于混合物的非牛顿流体特性,惯用的计算方法不再适用,同时一般工程师也不很熟悉处理非牛顿流体问题,而且为了测定混合物的流变特性需要的复杂仪器,一些集油站或管理中心是不具备     

BINGHAM流体管流流动温度场分布

在石油开发、输送和加工等过程中,非牛顿流体的供热特性和流动特性一样,均处于非常重要的地位。将典型的非牛顿流体——Bingham流体和动量方程、能量方程相结合,得出了屈服应力τ_0对速度分布、温度分布的影响。认为研究结论对实际工程应用具有一定的指导意义。     

管道流体流变性的一般规律研究

分析了管道中流体流动的普遍规律,建立了管道流体一般性流动模型,提出了非牛顿流体阻力计算的有效方法.研究成果得到了试验数据的验证,适用于各种非牛顿流体管道输送的分析研究,有助于满足日益高涨的煤浆和矿浆管道建设发展的需要,对高粘高凝原油管道输送也具有实际意义.     

管道滚体流变性的一般规律研究

分析了管道中流体流动的普遍规律,建立了管道流体一般性流动模型,提出了非牛顿流体阻力计算的有效方法。研究成果得到了试验数据的验证,适用于各种非牛顿流体管道输送的分析研究,有助于满足日益高涨的煤浆和矿浆管道建设发展的需要,对高粘高凝原油管道输送也具有实际意义。     

减四线含蜡油流动特性的研究

对中石化抚顺石油一厂减四线含蜡油的流变特性和粘温特性进行了分析测试，采用RV2旋转粘度计了在61－70℃范围含蜡原油的流动特性参数，当油温在70℃以上时，原油为牛顿流体，低于70℃时，为非牛顿流体，而且油温越低其非牛顿特性超强。减四线含蜡油的粘温关系与原油类似，其粘温曲线可分为放射段和直线段，但非牛顿特性强于原油。     

高分子减阻剂对非牛顿型流体流动特性的影响

以普兰德动量传递理论为基础,按照卡门的三层模型,通过室内模拟环道用0号柴油及加入减阻剂在圆管内的流动参数的测定,计算了非牛顿型流体管内湍流边界层的层流内层、过渡层、湍流中心的涡流粘度,涡流粘度与运动粘度比、总应力随相对位置的变化等定量参数,探讨了高分子减阻剂对非牛顿流体流动特性的影响,对湍流减阻现象的机理与增大减阻率的条件进行了定量分析.     

新型油水两相水平管流流型分类方法

阐述了已有的油水两相流的流型分类,指出了其中的不足与局限.在研究前人的可用试验数据的基础上,根据油水两相流的流变学特性,对油水两相流的流型重新进行分类,主要分为牛顿流动流体和非牛顿流动流体两大类.对这两类流体呈现出的流动形态进行了分析,结果表明,新的分类法考虑全面具体,分类明确清晰.     

加剂BZ28-2S混合原油的析蜡特征与流变性

实验评价了BZ28-2S混合原油加剂前后的析蜡特性、流变特性与粘温特性,结果表明：BZ28-2S混合原油对SW3流动改进剂具有良好的感受性,扩大了管道输送的安全温度范围。在高温段（35-65℃）混合原油加剂前后的粘温曲线基本重合,均表现为牛顿流体;在低温段（15-30℃）,混合原油表现为非牛顿流体,此时,在同一温度下,加剂后混合原油的表观粘度和反常点显著降低,低温流动性得到明显改善。此外,通过添加流动改进剂,混合原油的静屈服值大大降低,提高了海底管道停输再启动的安全性。     

低持液率湿天然气集输管道的水力计算模型

与常规的油-气-水三相流动相比,低持液率三相流动混合物由于液体含量极少,因而具有独特的流动特性,使得对其持液率和管输压降的预测更加困难。针对低含液湿天然气的集输特点,根据流体力学的基本原理,建立了用于预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降模型,简化了关于湿壁分数、液-壁摩擦因子、界面摩擦因子、油水混合粘度的经验闭合关系式,提出了液滴夹带的气体流速判断条件,并考虑气液界面之间的非水平特点,给出了曲面气液界面的处理方法。模型的计算结果与室内实验结果吻合较好,能够较准确地预测管道内油-气-水三相混合物的持液率和管输压降等流动参数,对于低持液率湿天然气管道的设计和运营管理等具有很好的指导作用。     

粗油水乳状液的流变特性

粗油水乳状液相对于稳定的油水乳状液而言,其静置会出现两相分离的现象,类似于两相管流的分散程度。针对现有乳状液表观黏度理论不适用于粗油水乳状液的问题,采用Haake RS 6000流变仪对不同含油率下粗乳状液的流变曲线进行测量,同时观察温度变化对粗乳状液黏度的影响。研究结果表明：粗乳状液因含油率不同而表现出不同类型的非牛顿流体特征,水为连续相时表现为膨胀性流体,油为连续相时表现为假塑性流体。乳状液的黏度随含油率升高逐渐增加,并在60%含油率处达到最大值,当含油率继续升高时,随着含油率升高,其黏度逐渐减小至纯油的黏度值。在不同温度下,相同含油率的乳状液黏度随着温度升高呈指数规律降低。此外,根据实验数据对已有的油水乳状液黏度计算模型进行评估,并对应用于低含油率粗乳状液的黏度模型进行修正,提高了预测精度。对粗油水乳状液流变性的研究成果,将进一步提高原油开采及运输中管道压降预测的精度,为管道运输系统的精确设计提供可靠的物性参数。（图9,表3,参20）     

基于FLUENT的黏稠油垂直上升水环输送数值模拟

海洋稠油资源是未来原油产量增长的重要来源,但相对于陆上油田,海洋稠油集输因涉及低温环境与立管输送而更具挑战性。采用水环举升稠油可以极大地减小输送摩阻,是一种非常有潜力的稠油“冷输”方法。基于油水两相流及计算流体动力学理论,利用FLUENT6．3．26及GAMBIT2．3．16软件,建立了垂直上升稠油一水中心环状流（CAF）的几何模型与数学模型,评价了模型的有效性,模拟分析了垂直上升CAF的流态及特点,探讨了不同水环生成器环隙宽度及油水流速对垂直上升CAF的影响。结果表明：当油水流速比在一定范围内时,所建模型对垂直上升CAF的模拟结果与实验结果一致性较好;垂直上升CAF在入口端能保持理想的中心环状流,具有光滑的油水界面,但随着油水协同向上流动,油水界面开始波动;水环生成器的环隙宽度对垂直上升CAF的影响较大,环隙过小,水环稳定性较差,流动摩阻较大,而环隙过大则输油量较小;同时兼顾能耗与输油量,在模拟条件下,水环生成器环隙宽度为1．8mnl时输油效率最高。（图7,表1,参13）     

稠油掺水流动摩阻预测误差根源及对策

基于国内外油水流乳化及转相、黏度测定与摩阻预测的研究现状,探讨了油水流动摩阻预测误差的产生根源和解决对策。油水流动的乳化程度及转相条件、油水流型变化规律、油水黏度测定等因素均将影响油水流动摩阻计算的准确性,其根源在于油水混合液在旋转流变仪、环道模拟装置等测试分析系统与实际管道中的流动特征及组成性质截然不同。为此,以建立测试系统与实际管道中油水流动规律的内在联系为切入点,提出相应的研究思路,以期为稠油掺水流动摩阻预测的深入系统研究提供参考。(参40)     

W/O乳状液的流变性研究

讨论了含水率,温度和时间等对Ｗ／Ｏ乳状液流变性的影响,当含水率较低时,Ｗ／Ｏ乳状液为牛顿流体。当含水率增加时,乳状液变为非牛顿流体,而且含水率越高,非牛顿性越强。Ｗ／Ｏ乳状液的粘温关系与原油类似,其粘温曲线可分为放射段和直线段,但非牛顿性强于原油。     

非牛顿原油的管道摩阻特性

通过分析具有假塑性流体特性的原油在加热输送管道中的摩阻损失特点,提出了随输油温度降低,非牛顿原油摩阻损失下降的临界有效管流剪切率的概念和计算公式。相对牛顿流体,当流量增大时,非牛顿原油的摩阻损失增加幅度减小,并且原油流变指数越小,这种趋势越大;对于热输非牛顿原油管道,管道的临界有效管流剪切率只与所输原油的性质有关。     

成品油上倾管道油水两相流相分布识别方法

成品油携水沿上倾管道流动会产生复杂的流动型态,准确识别油水两相在上倾管道中的分布特征是深入认识油携水规律的基础。针对实验中采集的上倾管油水两相流图像,提出一种基于图像处理的上倾管道油水两相分布特征识别方法:将原始图像转化为灰度图像,剔除图像中的无用信息;调整图像的灰度,以提升对比度,凸显图像细节;对图像进行中值滤波处理,消除图像拍摄过程中的随机噪声;对图像进行边缘检测,分割出油水两相边界,识别出相分布特征。该方法可以分割出清晰的油水两相边界,从而识别出管道中油水两相流的相分布特征。研究成果适用于各种工况下油水两相相分布特征识别,为多相流图像处理特别是流型识别提供了指导。     

含蜡原油乳化机制影响下的蜡晶形态及聚集行为

以含蜡原油-水两相为代表的混输是油田集输生产中普遍采用的储运工艺,在油田地面工艺优化及节能增效开发的背景下,混输过程中面临的流动保障问题因油水乳化机制的影响而更为复杂、严峻。集偏光显微观察实验与普通光显微观察实验于一体,通过建立油水乳化体系中蜡晶形态及聚集行为的表征方法,实现了乳化水存在下蜡晶微观形态及聚集结构特征的直观再现,并定量化构建了乳化机制影响下蜡晶特征参数的分布规律。结果表明:随着温度升高、乳化剪切作用增强,蜡晶形态、结构趋向规则化,且其聚集行为受到抑制;含水体积分数对油水乳化体系中蜡晶形态及其聚集行为的影响则表现出在转相点附近发生特征转变。对乳化环境下蜡晶形态及其聚集行为的定量表征和分析,为深化理解管输剪切流场中油水两相蜡沉积过程的作用机制提供了必要基础和依据。     

油水两相分层流动的压降研究

提出了一个考虑相界面相互作用的油水两相分层流动的压降模型，分析了游离水层高度和压降的变化规律，并用白油/水两相流的实验数据作了验证，其模型和测量的总误差均小于15%。     

新型液压安全阀

液压安全阀是油罐上必不可少的安全设备，使用中发现了一些缺陷，曾用改进的新型呼吸阀来替代，但油罐被吸瘪的事故明显增多。详细分析了液压安全阀密封液在呼气，吸气时被吹出的过程，并指出密封液易被吹出的原因是液压安全阀的油气分离器只对带密封液液滴的气体流动方向进行了几次改进，即对油气进行了很有限的分离。