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[学位]

油溶性减阻剂管道内多相流减阻特性研究

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Author:

鲍青波 (鲍青波.)

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Abstract:

随着石油工业的发展特别是海洋石油资源的逐步开发,原油以及各种成品油的管道输送量也与日俱增,所以,通过添加减阻剂提高石油的管道输送效率,对于节约能源和减少投资,加速各种自然条件下的石油资源开发,都具有十分重要的意义。流动减阻就是在这样的大背景下产生的,其是通过向流体中投入减阻剂,改变流体本身的流动形式和流动状态,实现减阻增输,是石油输送技术发展的新方向。

本文是复杂管路形态下海洋石油输送管道减阻节能的模拟试验研究,其主要思想是实现油气多相输送过程中的减阻、节能、增输,着眼于管道石油输送的经济性和安全性,目的是研究开发适用于在不同管路状态、不同多相流动状态的减阻方法和减阻剂。本实验主要进行的工作有:单相油减阻、油气两相流减阻和油气水三相流减阻。单相油和油气两相流中加入油溶性减阻剂聚α-烯烃,油气水三相流减阻基于油相加入的减阻剂是聚α-烯烃。实验管路状态主要包括水平段、角度为10°倾斜上升段和垂直段。

实验中首先测出压降,通过压降及其转化关系评价减阻效果。对于水平段压降,可认为只有摩擦阻力压降;倾斜段和垂直段压降认为是由摩擦阻力压降和重位压降组成,流型不同,二者所占比例不同。总压降是指三个实验段压降之和;总减阻率是指通过总压降计算出来的减阻率,是评价相关减阻剂对复杂管路系统减阻有效性大小的标准。

单相油的减阻规律总结如下:加入聚α-烯烃剂后,单相油实验系统的总减阻率最大可达21%;随着液速的增加,总减阻率先增大后减小,存在最佳值。所以,复杂管路形态下单相油中投入聚α-烯烃可以有效地减阻增输。

油气两相流时加入聚α-烯烃,水平段、倾斜段、垂直段压降降低幅度依次减小,实验系统总减阻率可以达到32%。随着液速的增加,减阻率呈现对数形式下降。200ppm是加入聚α-烯烃减阻剂后各段压降降低最为明显的加剂量。随着减阻剂浓度的增加,减阻率会有一个最佳效果剂量范围,超过了这个范围,减阻率基本恒定,甚至会减小。油气两相流的减阻率跟含液量有很大关系,含液量增大则减阻效果会更好。所以聚α-烯烃的减阻作用主要还是体现在对摩擦阻力压降的减小上,也就是改善流体的流动特性。

对于油气水三相流动过程的减阻,可以从基于油相和基于水相分别加入不同溶解性的减阻剂来进行减阻。加入油溶性的聚α-烯烃后流动减阻作用较好,系统总减阻率最大可达到20%。液速越大,减阻剂在液相中的溶解性也就越好,减阻剂就更能发挥其效用。

Keyword:

多相流 减阻 聚α-烯烃 压降

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  • [ 1 ] 西安交通大学能源与动力工程学院

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Basic Info :

Degree: 工学硕士

Mentor: 刘磊

Year: 2010

Language: Chinese

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30 Days PV: 1

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