水力振荡器性能参数与减阻率影响规律研究

为更科学地优化水力振荡器的参数设计及施工参数设置,建立了水平段钻柱振动模型并进行了数值模拟,采用Minitab软件对数值模拟结果进行了分析,研制水力振荡减阻试验装置并开展了振荡减阻机理试验,通过方差分析了钻压、振动幅值及频率对减阻率的影响规律。分析结果表明:各因素对摩阻的影响程度由大到小依次为振动幅值>钻压>振动频率,其中钻压对减阻率的影响表现为消极,振动幅值和频率对减阻率的影响表现为积极,同时钻压、振动幅值、频率3个因素对减阻率变化的贡献率分别为11.76%、51.98%及10.97%,振动幅值是水力振荡器设计中需要优先考虑的因素。研究结论可为水力振荡器的参数设计及现场应用中施工参数的设置提供理论支撑。

原油输送中减阻剂聚合物的特性对减阻率的影响

本文讨论了减阻剂聚合物的分子量、分子量分布、分子结构以及不同物性的原油对减阻率的影响。讨论了聚合物降解的情况及对减阻的影响。

卡森流体管流的减阻机理及减阻率计算

分析了流体与固体管壁之间的粘附功,揭示了卡森流体管内流动时的减阻机理,认为流体在流动过程中滑移的产生是减阻的本质.推导出了卡森流体的减阻率表达式,讨论了各参量对减阻率的影响,并提出了实现卡森流体减阻的措施.

基于NFC的无源无线旋转式减阻率测量

NFC适用于旋转状态下稳定的数据采集与无线交互,且其无源的特点使得采集端的设计更为小巧灵活,可避免旋转过程中测量系统的线路束缚和因偏轴对数据造成的严重误差。据此设计了一种基于NFC(ISO15693协议)的无源无线测量系统,采用旋转法对一种特制喷涂减阻材料的减阻率进行测量。测量过程中设置对照组并重复多次实验,分别得到恒定转速条件下减阻率随减阻涂层厚度的变化关系、恒定减阻涂层厚度条件下减阻率随转速的变化关系。通过对实验数据分析,表明本系统能够准确测量旋转状态下减阻材料的减阻率。

聚1-十二烯减阻剂粘均分子量与减阻率关系的研究

用室内模拟环道评价装置测定了聚1-十二烯减阻剂的减阻率,乌氏粘度计测定了聚1-十二烯减阻剂的特性粘数,并通过25℃下聚辛烯的Mark-Houwink方程估算了样品的粘均分子量,最后比较发现,减阻率随粘均分子量增大而增加,但粘均分子量过大时,减阻率反而减小。

管内流体产生滑移时的减阻率计算

管内液体的流动速度在超过临界流速后,流体与管壁之间会出现相对滑动。分析认为,滑移与减阻之间关系密切。给出了滑移模型以及影响减阻率的因素。

α-己烯/α-辛烯/α-十二烯三元聚合物减阻率研究

采用溶液聚合法，以ATiCl4／Al（i—Bu）3为复合催化剂，α-烯烃为单体，正己烷为溶剂，合成α-己烯／α-辛烯／α-十二烯三元聚合物，考察反应条件对聚合物减阻率的影响．采用FT-IR，1HNMR，XRD等表征手段对聚合物结构进行表征．结果表明，在主催化剂用量0．06g、助催化剂用量0．2mL、V（α-十二烯）：V（α-辛烯）：v（α-己烯）为3：2：1（单体总体积30mL）、溶剂（正己烷）10mL和聚合温度-10℃的优化聚合条件下，聚合物的减阻率达到54．11％．IR、XRD和1HNMR表征结果表明，合成的聚合物为结晶度较低的α-烯烃聚合物．

输油管道减阻率影响因素及预测模型概述

减阻剂对输油管道减阻增输具有重要意义。概述了现有的油品减阻机理假说,从减阻聚合物的物性、油流规律、管线的几何尺寸以及操作运行状态等方面详细介绍了对输油管道减阻率的影响。总结了三种常见的减阻率预测模型,并说明了各自的适用性,对在输油管道上应用减阻剂具有参考价值。

减阻水减阻率性能影响因素分析

减阻水是页岩储层改造所用的主要液体类型之一,具有成本低、配液工艺相对简单、有利于造复杂缝网等优点。减阻率是减阻水的核心指标,分析了影响减阻水减阻率的因素,现场配液用水矿化度、细菌及悬浮物含量对减阻率影响较大,同时减阻水pH值、黏度与减阻率存在正相关性。为了保证减阻水的减阻性能,需要控制配液用水水质指标,现场施工时可通过测定pH值和黏度判断减阻水减阻率是否达标,从而指导现场施工。

聚烯烃催化剂陈化对油溶性减阻剂减阻率的影响

采用陈化工艺对聚烯烃催化剂进行处理,利用室内模拟环道评价装置评价催化剂陈化与非陈化两种工艺在不同主催化剂浓度、不同助催化剂浓度下所得聚烯烃产物的减阻率,考察催化剂的陈化温度、陈化时间对聚合物减阻率的影响,并采用IR、XRD对聚合物结构进行表征。结果表明:随着主催化剂TiCl4/MgCl2用量的增加,聚合物的减阻率先增大后降低,采用陈化工艺所得聚合物的减阻率均大于非陈化工艺下所得聚合物的减阻率,且聚合物减阻率最大时对应的催化剂用量小于非陈化工艺;助催化剂Al(i-Bu)3用量大于42.9mmol/L时,陈化工艺所得聚合物的减阻率较非陈化工艺大;采用陈化工艺,在陈化温度和陈化时间分别为-2℃和10min时所得聚合物的减阻率最大,减阻率达到50%左右。IR和XRD表征结果显示,催化剂陈化不能改变聚合产物结构,但使其结晶度降低。

减阻剂减阻率的经验公式及管径放大预测问题

减阻作用是在流体内加入少量添加剂,从而使输量增加的一种现象。本文介绍减阻率预测的有关经验公式,并以典型减阻实验数据为依据,得出减阻率DR和雷诺数Re、浓度PPM、管径ID之间的综合经验式。由此式可对温(粘)度变化范围不太大的同种减阻剂—溶剂体系,以室内二件小管径的实验数据来推算和预测放大管径的减阻率。

减阻剂减阻率测控系统设计

合理使用减阻剂,既可以实现减阻效果,又可以增加输出和减小能耗。随着我国长输管线原油输送事业的快速发展,对减阻剂的需求量也不断加大,但相应的减阻剂测试设备却比较欠缺。为此,设计开发了一种能够有效检测各种减阻剂减阻率的测控系统。测控系统硬件电路主要完成多通道数据的采集及多个控制量的输出,主要由RS232通讯模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、数字量输出模块4部分组成;工业控制计算机(上位机)和专业控制器(下位机)2部分协同工作共同实现现场过程测控的全过程。试验结果表明,该测控系统的各项功能都达到了减阻率测试工艺设计的相关要求。

DR-1减阻剂相对减阻率影响因素分析

减阻剂对页岩气、煤层气和致密气等非常规油气资源的开发具有重要的意义,其在滑溜水压裂液体系中主要通过降低摩阻起到降低能耗、增加排量的作用。在现场使用中,配液用水的无机金属离子含量、减阻剂浓度和温度等因素会影响减阻剂的性能。本文考察了无机金属离子、减阻剂浓度和温度等因素对减阻剂减阻效果的影响。结果表明:温度升高导致DR-1粘度降低,进而减阻率也逐渐降低,温度高于60℃时,DR-1减阻率损失率达20%以上;无机金属离子尤其是Ca2+、Mg2+对减阻剂减阻性能影响较大,当水中Ca2+、Mg2+为800mg/L时,DR-1减阻率损失率达20%以上。

《管道科学技术论文选集》文摘（三十） 聚合物减阻率与分子量关系的研究

聚合物分子量是影响聚合物减阻效果的诸多因素之一。通过对国外两种减阻剂以及试验合成的高级α-烯烃的均聚物、共聚物进行环道测试和凝胶渗透色谱（GPC）分析，研究了聚合物分子量对减阻效果的影响。分析结果表明，共聚物的减阻效果比相同分子量的均聚物要好，而相同分子量均聚物的减阻率随侧链长度的增加而降低。

基于PCA-GRNN模型的原油管道减阻剂减阻率预测研究

针对原油管道减阻剂减阻率的计算问题,首先对影响减阻剂减阻率的相关因素进行系统分析,介绍PCA(主成分分析)算法、GRNN(广义回归神经网络)算法以及PCA-GRNN模型的组合过程,使用国内某管道公司的实验数据,将135组数据作为学习数据,对20组数据进行预测,并将预测结果和Frank Vejahati、Karami所提出的方法、倒数方程法以及负指数方程法的计算结果进行误差对比,以此证明PCA-GRNN模型的可行性。研究表明:加剂浓度、管道直径、管道长度、平均输量、平均速度以及雷诺数是影响原油管道减阻剂减阻率的主要因素;使用PCA-GRNN模型的预测平均绝对误差为3.832%,远小于其他方法的计算结果,证明该方法完全适用于原油管道减阻剂减阻率预测。

超稠油水膜输送减阻率与含水率的关系

利用水膜减阻输送技术可提高超稠油管道的输送效率。使用长200m、管径108×6mm的试验管道研究了具有流体特性的超稠油在70～85℃、含水率在4％～12％条件下，水膜输送减阻率与含水率的关系。为了减小误差，分别对管段1（0-100m段）、管段2（100-200m段）和管段3（整条管段）进行试验研究。结果表明：将油流速度控制在0．05～0．11m／s，且在原油不发生乳化的前提下，在一定范围内，随着含水率的升高，超稠油水膜输送减阻率增大，当油品含水率为4％～6％时，减阻率的上升趋势最为明显；当含水率大干6％时，减阻率基本维持在90％；试验管段2由于温降相对较小，其减阻率最大值可达95％。

一种具有超长侧链的疏水缔合型聚合物的合成及减阻性能评价

采用曲拉通和丙烯酰氯醇解合成一种水溶性可聚合单体,仅使用水作为溶剂合成一种具有超长侧链的疏水缔合型聚丙烯酰胺(HAPAM)作为减阻剂,通过分子动力学模拟方法对比了聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和合成的具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用,并分别以去离子水和盐水配液改变HAPAM含量,测量不同HAPAM含量的滑溜水在不同流速下的摩阻,并计算相应的减阻率。实验结果表明,具有超长侧链的HAPAM与水的相互作用最强;减阻率随流速的增加而增大,HAPAM含量越高,减阻率达到70%所需的流速越高,减阻率最高可达80%以上;盐对滑溜水的减阻率和黏度有显著负面影响,需提高HAPAM含量才能获得理想的减阻率;SEM表征结果显示,HAPAM在清水和盐水中的分布形态均为网状结构。

波浪滑翔器声通机椭圆导流罩减阻性能分析

针对波浪滑翔器声通机载荷减阻问题,设计水声通信机导流罩,并采用流体力学软件分析确定其设计参数;在直航状态下,仿真得到椭圆导流罩最优轴长比;然后在虚拟锚泊状态下优化其前缘长度;最后通过海上试验验证仿真可靠性。结果表明:相比于圆柱形外形,本文提出的导流罩的截面轴长比为3时,导流罩具有最佳减阻效果;在直线和虚拟锚泊运动时分别减阻82.2%和54%。该研究可为低速(雷诺数为3×10^(5))水声通信机导流罩设计和优化提供参考和借鉴。

水下平板通气减阻特性研究

为了研究通气射流对水下平板阻力特性的影响,本文采用Mixture多相流模型和Realizable k-ε湍流模型研究了三维水下平板通气射流的流动结构特征,得到了水下平板表面气液流场结构和减阻特性。数值结果表明:气体注入后,受来流影响而紧贴壁面向下游发展。当气体稳定覆盖在平板壁面后,平板阻力系数较不通气情况降低了16.73%。另外,因气体注入壁面边界层后,提升了壁面上的速度梯度,降低了壁面流体粘性系数;在气膜覆盖区(α_(l)>80%),因流体粘性系数的下降量远大于速度梯度的上升量,使流体粘性系数对气膜核心区内的减阻率起决定性作用;对于远离气膜核心区外的壁面,切向速度梯度对摩擦阻力系数的贡献增强。