【文章內(nèi)容簡介】 5．曹學(xué)文[17]在其論文中的實驗結(jié)果顯示，油樣受剪后，結(jié)構(gòu)的恢復(fù)是相當(dāng)慢的，甚至在足夠長的觀察時間內(nèi)是不可恢復(fù)的。他指出，含蠟原油是一種流裂性的觸變性流體，或稱不可逆觸變體，等結(jié)構(gòu)線的測試比較困難。但只要保證實驗前一批油樣處理的過程十分嚴(yán)格，測試結(jié)果完全可以重復(fù)，可認(rèn)為相同處理條件下得到的低溫試樣的結(jié)構(gòu)是基本相同的，并據(jù)此來測試等結(jié)構(gòu)線。他推薦濮陽原油觸變模型方程如下： （219） （220） （221）（）（222） （）（223）式中：——牛頓粘度；——最高結(jié)構(gòu)水平時無限大剪速下的粘度；——動態(tài)屈服值；——稠度系數(shù)；——流變指數(shù)形式。 考慮恒剪切速率情況，積分速率方程并代入狀態(tài)方程得到：（224）實驗表明，上面的模型方程很好地與濮陽含蠟原油的實驗數(shù)據(jù)相吻合，且各參數(shù)的確定也較簡單，物料常數(shù)、可以從等結(jié)構(gòu)線的測試結(jié)果求得，、可直接對恒剪速剪切實驗數(shù)據(jù)用最小二乘法回歸得到。以上常數(shù)只與含蠟原油及其溫度有關(guān)，因溫度直接影響到蠟晶結(jié)構(gòu)的形成及強(qiáng)度。（3）直接數(shù)據(jù)回歸模式本文中主要采用以下幾種模式進(jìn)行數(shù)據(jù)回歸：1．杜云指出[18]，預(yù)剪后的裂降過程可表示為： （225） 她指出：其中各個參數(shù)均與剪切速率有關(guān)，RG模式能較好地定量描述非牛頓含蠟原油在初始裂降過程中的觸變規(guī)律。2．張足斌[19]在杜云觸變模式的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化了時間的影響，指出下式能夠很好地描述勝利原油觸變特性： （226） 該模式中的參數(shù)都有明確的物理意義。表示對油樣施加某一剪切速率時所必需的最大剪切應(yīng)力；表示保持該剪切速率時可能達(dá)到的最小剪切應(yīng)力；表示該剪切速率對油樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最大破壞程度；k表示在該剪切速率下初始單位時間內(nèi)結(jié)構(gòu)被破壞的程度，k越大，則該油樣的剪切應(yīng)力在初始一段時間內(nèi)下降很快，即容易被剪切到動平衡；m表示隨著剪切時間的延長，結(jié)構(gòu)被繼續(xù)破壞的快慢程度，m越大，越容易被剪切到動平衡。3．劉剛等[20]利用機(jī)械比擬原理，建立了粘彈觸變方程，用來描述恒剪切速率實驗中膠凝原油的應(yīng)力裂降過程。剪切應(yīng)力可以表示為： （227）其中，， （228）——粘性系數(shù)；——彈性模量；——與原油中蠟晶絮凝體尺寸相關(guān)的特征參數(shù)；——結(jié)構(gòu)破壞速率常數(shù)；——破壞速率方程指數(shù)。 利用該回歸方程對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，效果很好（）。新回歸方程能夠較準(zhǔn)確地描述恒剪切速率實驗中膠凝原油的曲線。4．董平省等[3]對三參數(shù)雙曲模式加以改進(jìn)，得到了更好地描述含蠟原油觸變特性的雙曲模式，其表達(dá)式如下： (229)在對新型模式的數(shù)據(jù)驗證中，分別采用德國HAAKE公司所產(chǎn)的型號為RV100的旋轉(zhuǎn)粘度計和石油大學(xué)（山東）儲運教研室的管流實驗裝置進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗證，結(jié)果表明采用該模式的擬合曲線很好的符合實測數(shù)據(jù)點。并將雙曲模式與四參數(shù)指數(shù)模式（ ）對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)用改進(jìn)的雙曲模式回歸的相關(guān)系數(shù)比四參數(shù)指數(shù)模式回歸的相關(guān)系數(shù)高。對比五參數(shù)指數(shù)模式（ ）發(fā)現(xiàn)，提出的指數(shù)形式回歸數(shù)據(jù)的精度與之相差無幾，但比五參數(shù)的指數(shù)形式表達(dá)式直接、簡潔，且表達(dá)式中各參數(shù)的物理意義更加明確。 膠凝原油再啟動膠凝原油的啟動過程非常復(fù)雜，相關(guān)的影響因素為膠凝原油經(jīng)歷的熱歷史、原油的屈服特性、觸變特性、粘彈性和壓縮性、溫降收縮和壓力傳遞速度等。孤立的屈服值對實際膠凝管道啟動的意義不大[21]。本文主要是以旋轉(zhuǎn)流變儀中所測得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來分析啟動過程及其影響因素。Cheng Nguyen等人[22]提出用三屈服應(yīng)力來分析管道中原油的運動，根據(jù)管道所應(yīng)用的壁面剪切應(yīng)力（）與原油初始膠凝強(qiáng)度的關(guān)系，分析了啟動流的三種可能性。初始膠凝強(qiáng)度通過兩個屈服應(yīng)力來表示：彈性極限屈服應(yīng)力（）和靜屈服應(yīng)力（）。三種可能的啟動是：瞬時啟動、延遲啟動和啟動失敗。Cheng Chang等人沒有考慮管道和原油的可壓縮性，忽略了剪切應(yīng)力沿軸向的變化，并且他們的分析都是建立在流變儀所測的三個屈服應(yīng)力基礎(chǔ)上的，在應(yīng)用此理論時要適當(dāng)加以修正。Sestak[23]等人采用有更大適用性的Houska的觸變性模式研究了含蠟原油管道的再啟動問題，指出：膠凝原油流變參數(shù)對預(yù)測再啟動過程起到至關(guān)重要的作用。但是在該文獻(xiàn)中，觸變模式的參數(shù)均來自各種粘度計，與管流數(shù)據(jù)存在差距，并且沒有考慮壓力傳遞速度在啟動過程中的重要作用。Cawkwell[23]等人在Sestak研究的基礎(chǔ)上，考慮了膠凝原油壓縮性和流變特性對再啟動過程的影響，在連續(xù)性方程中引入壓縮因子，從而考慮了壓力傳遞速度對膠凝原油管道啟動的影響，對深入認(rèn)識再啟動問題很有意義。目前業(yè)界已認(rèn)識到，低溫含蠟原油中的壓力傳播速度比聲速低得多。12中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計（論文）第3章 實驗簡介本實驗采用德國生產(chǎn)的PhysicaMCR301可控應(yīng)力流變儀進(jìn)行測量，其測量元件是同軸圓筒型。通過本次實驗，擬建立大慶原油再啟動過程中，啟動溫度T、啟動剪切速率、降溫幅度對觸變性的影響，并得出大慶原油觸變特性規(guī)律。 油樣及預(yù)處理本實驗所用的油樣是大慶含蠟原油，其主要參數(shù)為：凝點34℃，反常點38℃，%，%，%。首先將實驗所用油樣裝在密封的塑料桶內(nèi)，先進(jìn)行80℃預(yù)熱處理，然后把油樣搖勻分裝到100ml的磨口玻璃瓶內(nèi)，在室溫條件下，靜置48小時以上，從而完成預(yù)處理過程。預(yù)熱處理的目的是統(tǒng)一含蠟原油以前的歷史記憶效應(yīng)，使試樣處于同一初始狀態(tài)，以保證測定的流變性具有重復(fù)性和可比性。 凝點的測量本實驗選用《原油流變性及測量》（李傳憲、羅哲鳴著）中所提供的凝點測試法對襄樊原油進(jìn)行凝定測定，具體操作如下：a． 水浴加熱至60℃；b． 將油樣分別倒入兩只凝點測試管中，安裝凝點溫度計，然后將其放入凝點測試儀；c． 降溫，℃/min ~ 1℃/min之間。d． 待油樣降溫至高于預(yù)期凝點8℃時，每隔2℃將凝點測試試管水平放置，觀察油樣的流動性，直至油樣在5s內(nèi)不流動時，記錄下最高溫度，此溫度即為該試樣在此條件下的凝點。按照以上操作測得60℃處理溫度下大慶含蠟原油的凝點為34℃。 實驗方案初始溫度：T0=60℃；靜態(tài)降溫間隔：T=0℃，2℃，4℃；啟動溫度：T2=26℃，28℃，30℃；預(yù)剪切速率：s1；啟動剪速：=5s1，10 s1，20 s1；本實驗的目的是測定大慶含蠟原油流變性以及不同啟動溫度、不同啟動剪速和不同降溫幅度對原油啟動特性的影響，本文主要研究屈服后的觸變過程，具體實驗過程如下： 粘溫曲線確定析蠟點、反常點以及牛頓區(qū)溫度范圍等。60℃28℃ （＝40s1）60℃28℃ （＝60s1）60℃28℃ （＝90s1） 不同條件對原油啟動觸變特性的影響為動態(tài)降溫剪速，為啟動剪速。 1） 60℃26℃26℃（＝60s1，=20 s1）60℃28℃26℃（＝60s1，=20 s1） 60℃30℃26℃（＝60s1，=20 s1）2） 60℃28℃28℃（＝60s1，=20 s1） 60℃30℃28℃（＝60s1，=20 s1） 60℃32℃28℃（＝60s1，=20 s1）3） 60℃30℃30℃（＝60s1，=20 s1） 60℃32℃30℃（＝60s1，=20 s1） 60℃34℃30℃（＝60s1，=20 s1） 實驗步驟下面以第8組實驗為例來具體說明實驗步驟：60℃30℃26℃ (＝60s1, =10s1)：將小磨口瓶內(nèi)的油樣水浴加熱到60℃，然后適當(dāng)晃動，使油樣充分混合均勻；℃；：將預(yù)處理好油樣裝入Physica MCR301流變儀（油品加入量應(yīng)在筒內(nèi)標(biāo)記線的高度）；：設(shè)定預(yù)剪切速率、降溫速率、動態(tài)降溫終了溫度及數(shù)據(jù)采集時間間