【摘 要】
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含蜡原油在其反常点以下具有复杂的流变性,其中屈服特性和触变性是管道停输再启动工况格外关心的流变性质,对管道安全输送具有重要意义。但是目前实验室模拟的方法与实际工况
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含蜡原油在其反常点以下具有复杂的流变性,其中屈服特性和触变性是管道停输再启动工况格外关心的流变性质,对管道安全输送具有重要意义。但是目前实验室模拟的方法与实际工况下的流动状况有一定差异,特别是不同降温方式下原油流变性的差异尚不明确。本研究利用实验室流变仪测试的方法,制定相应的实验方案,研究了动、静态降温方式下含蜡原油凝点温度附近屈服特性和触变性的差异,并进一步通过数值模拟的方法,研究了降温过程中的剪切对启动流特性的影响。通过应力线性增加的实验方法研究了动、静态降温方式下含蜡原油凝点温度附近屈服特性的差异。实验结果表明,降温过程中的剪切作用对含蜡原油屈服应力测试值的影响结果因油而异,可以用“动静相异、油油不同”总结该特点。通过剪切率阶跃实验,借助触变模型及数值模拟方法,研究了降温过程中的剪切对含蜡原油触变性及启动流特性的影响,研究结果表明降温过程中的剪切对含蜡原油凝点温度附近触变性的影响也因油的不同可能出现截然相反的结论,同样可以用“动静相异、油油不同”来形容。剪切作用对含蜡原油再启动时的最小启动压力及末端见流时间的影响因油样种类不同而存在差异,实际工况制定再启动方案时,需要“因油制宜”。最后,为进一步探究“油油不同”的内在机理,从降温过程中的剪切率大小以及油样组分入手,通过剪切率阶跃实验测试结合触变模型定量表征,研究了在中、低速剪切范围内(30 s-1-100 s-1)经受不同大小剪切率以及稠油加入前后含蜡原油触变性的差异。研究表明,在中、低速剪切范围内,降温过程中的剪切对含蜡原油触变性的影响在剪切率大小方面存在“临界点”,即剪切率超过临界值时,剪切作用一定会削弱油样的触变性且影响效果不随剪切率的增加而进一步加剧。稠油的加入削弱了含蜡原油的触变性同时会减小剪切作用的影响效果。综上所述,降温过程中的剪切会对含蜡原油低温流变性产生影响,但是具体影响效果需要根据油样的不同具体分析,不能一概而论。
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