【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5．曹學(xué)文[17]在其論文中的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)的觀察時(shí)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(chēng)不可逆觸變體，等結(jié)構(gòu)線的測(cè)試比較困難。但只要保證實(shí)驗(yàn)前一批油樣處理的過(guò)程十分嚴(yán)格，測(cè)試結(jié)果完全可以重復(fù)，可認(rèn)為相同處理?xiàng)l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(lái)測(cè)試等結(jié)構(gòu)線。他推薦濮陽(yáng)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(shí)無(wú)限大剪速下的粘度；——?jiǎng)討B(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(shí)驗(yàn)表明，上面的模型方程很好地與濮陽(yáng)含蠟原油的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合，且各參數(shù)的確定也較簡(jiǎn)單，物料常數(shù)、可以從等結(jié)構(gòu)線的測(cè)試結(jié)果求得，、可直接對(duì)恒剪速剪切實(shí)驗(yàn)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(guò)程可表示為： （225） 她指出：其中各個(gè)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(guò)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(shí)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(duì)油樣施加某一剪切速率時(shí)所必需的最大剪切應(yīng)力；表示保持該剪切速率時(shí)可能達(dá)到的最小剪切應(yīng)力；表示該剪切速率對(duì)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(shí)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(shí)間內(nèi)下降很快，即容易被剪切到動(dòng)平衡；m表示隨著剪切時(shí)間的延長(zhǎng)，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(dòng)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(lái)描述恒剪切速率實(shí)驗(yàn)中膠凝原油的應(yīng)力裂降過(guò)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(duì)測(cè)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(shí)驗(yàn)中膠凝原油的曲線。4．董平省等[3]對(duì)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(duì)新型模式的數(shù)據(jù)驗(yàn)證中，分別采用德國(guó)HAAKE公司所產(chǎn)的型號(hào)為RV100的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)和石油大學(xué)（山東）儲(chǔ)運(yùn)教研室的管流實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證，結(jié)果表明采用該模式的擬合曲線很好的符合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。并將雙曲模式與四參數(shù)指數(shù)模式（ ）對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(wú)幾，但比五參數(shù)的指數(shù)形式表達(dá)式直接、簡(jiǎn)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(dòng)膠凝原油的啟動(dòng)過(guò)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(duì)實(shí)際膠凝管道啟動(dòng)的意義不大[21]。本文主要是以旋轉(zhuǎn)流變儀中所測(cè)得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來(lái)分析啟動(dòng)過(guò)程及其影響因素。Cheng Nguyen等人[22]提出用三屈服應(yīng)力來(lái)分析管道中原油的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)流的三種可能性。初始膠凝強(qiáng)度通過(guò)兩個(gè)屈服應(yīng)力來(lái)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(dòng)是：瞬時(shí)啟動(dòng)、延遲啟動(dòng)和啟動(dòng)失敗。Cheng Chang等人沒(méi)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(cè)的三個(gè)屈服應(yīng)力基礎(chǔ)上的，在應(yīng)用此理論時(shí)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(dòng)問(wèn)題，指出：膠凝原油流變參數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)再啟動(dòng)過(guò)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(lái)自各種粘度計(jì)，與管流數(shù)據(jù)存在差距，并且沒(méi)有考慮壓力傳遞速度在啟動(dòng)過(guò)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(duì)再啟動(dòng)過(guò)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(duì)膠凝原油管道啟動(dòng)的影響，對(duì)深入認(rèn)識(shí)再啟動(dòng)問(wèn)題很有意義。目前業(yè)界已認(rèn)識(shí)到，低溫含蠟原油中的壓力傳播速度比聲速低得多。12中國(guó)石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)采用德國(guó)生產(chǎn)的PhysicaMCR301可控應(yīng)力流變儀進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量元件是同軸圓筒型。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，擬建立大慶原油再啟動(dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)溫度T、啟動(dòng)剪切速率、降溫幅度對(duì)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(shí)驗(yàn)所用的油樣是大慶含蠟原油，其主要參數(shù)為：凝點(diǎn)34℃，反常點(diǎn)38℃，%，%，%。首先將實(shí)驗(yàn)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?jī)?nèi)，在室溫條件下，靜置48小時(shí)以上，從而完成預(yù)處理過(guò)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(cè)定的流變性具有重復(fù)性和可比性。 凝點(diǎn)的測(cè)量本實(shí)驗(yàn)選用《原油流變性及測(cè)量》（李傳憲、羅哲鳴著）中所提供的凝點(diǎn)測(cè)試法對(duì)襄樊原油進(jìn)行凝定測(cè)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(diǎn)測(cè)試管中，安裝凝點(diǎn)溫度計(jì)，然后將其放入凝點(diǎn)測(cè)試儀；c． 降溫，℃/min ~ 1℃/min之間。d． 待油樣降溫至高于預(yù)期凝點(diǎn)8℃時(shí)，每隔2℃將凝點(diǎn)測(cè)試試管水平放置，觀察油樣的流動(dòng)性，直至油樣在5s內(nèi)不流動(dòng)時(shí)，記錄下最高溫度，此溫度即為該試樣在此條件下的凝點(diǎn)。按照以上操作測(cè)得60℃處理溫度下大慶含蠟原油的凝點(diǎn)為34℃。 實(shí)驗(yàn)方案初始溫度：T0=60℃；靜態(tài)降溫間隔：T=0℃，2℃，4℃；啟動(dòng)溫度：T2=26℃，28℃，30℃；預(yù)剪切速率：s1；啟動(dòng)剪速：=5s1，10 s1，20 s1；本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定大慶含蠟原油流變性以及不同啟動(dòng)溫度、不同啟動(dòng)剪速和不同降溫幅度對(duì)原油啟動(dòng)特性的影響，本文主要研究屈服后的觸變過(guò)程，具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： 粘溫曲線確定析蠟點(diǎn)、反常點(diǎn)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(duì)原油啟動(dòng)觸變特性的影響為動(dòng)態(tài)降溫剪速，為啟動(dòng)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(shí)驗(yàn)步驟下面以第8組實(shí)驗(yàn)為例來(lái)具體說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟：60℃30℃26℃ (＝60s1, =10s1)：將小磨口瓶?jī)?nèi)的油樣水浴加熱到60℃，然后適當(dāng)晃動(dòng)，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(dòng)態(tài)降溫終了溫度及數(shù)據(jù)采集時(shí)間間