应用支持向量回归预测胶凝原油启动屈服应力

启动屈服应力的影响因素很多,且呈现复杂的非线性关系。以室内管流实验数据为基础,分析了启动屈服应力随启动温度、启动流量、静态温降幅度和停输时间的变化规律,并应用支持向量回归方法得到预测胶凝原油管道启动屈服应力的计算公式。预测值与实测值的对比结果验证了计算公式的可靠性。

一种新的胶凝原油管流启动屈服应力测算方法

准确预测胶凝原油的启动屈服应力,是实现含蜡原油管道安全经济输送、避免"凝管"事故发生的关键所在。以管流试验数据为基础,分析了管道轴向受压时间差异对胶凝原油启动屈服应力测量结果造成的影响。结果表明:在管流装置中,启动屈服应力的测量值随测量管段长度的增大呈减小的趋势。结合三参数双曲模式触变方程,提出了一种基于非线性最小二乘拟合原理的数据处理方法,能够求得测量管长趋于无限短时胶凝原油的启动屈服应力,统一了对特定工况下凝油结构强度的评价标准。

环道内胶凝原油启动屈服应力计算

为了准确计算管内胶凝原油启动屈服应力,进而预测管内凝油启动过程所需压力,以管流环道试验为基础,分析控制流量启动过程中环道沿线的压力变化,重新定义环道内胶凝原油启动屈服应力,并提出相应的计算方法。将环道内胶凝原油启动屈服应力定义为:在某一特定启动流量下,试验环道全线初始启动时刻,环道末端凝油所受的管壁剪切应力。同时,利用多项式拟合获得初始启动时刻沿线压力表达式,对表达式在环道末端极限位置求导计算环道内凝油启动屈服应力,物理意义明确。

胶凝原油试验管路的启动特性

针对胶凝原油管道停输后再启动压力远低于计算预测启动压力的技术难题,使用管流试验装置研究了胶凝原油管路的启动特性。依据对胶凝原油管道停输启动过程的理解,提出胶凝原油管道存在对应的临界启动剪切率和启动屈服应力。胶凝原油管路启动过程分为控制流量启动过程和控制压力启动过程。控制流量启动过程研究发现,受含蜡原油轻组分影响,试验管路内胶凝原油表现出"韧性"和"脆性"两种特性,"韧性"原油不含轻组分,胶凝结构强度与停输前的预剪切过程、停输静止时间、停输降温幅度、启动温度及启动剪切率相关;"脆性"原油含轻组分,胶凝结构强度主要取决于停输降温幅度和启动温度。胶凝原油的启动屈服应力取决于胶凝结构强度和静态降温过程的体积收缩;试验管路的启动速度与胶凝原油的结构强度和启动剪切率相关。控制压力启动过程研究发现,启动油温越高,试验管路全线启动速度越快;在相同启动油温下,启动压力越低,试验管路全线启动速度越慢;对应相同启动温度,存在临界启动压力。相关研究结果为深入研究胶凝原油停输再启动过程和指导工程实践奠定了理论基础。