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《中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集》2008年
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大庆原油屈服应力随管输历史条件变化的规律研究

李立  侯磊  张劲军  孙立新  
【摘要】:含蜡原油屈服应力是加热输送管道工艺计算及流动安全性分析的重要依据。以大庆原油为研究对象,进行管输模拟实验,将模拟罐内油样加热至45℃开始降温,输量分别取为800万吨/年、1000万吨/年、1200万吨/年和1400万吨/年,剪切率分别取为20s~(-1)、30s~(-1)、 50s~(-1)和60s~(-1),动冷终温分别取为40℃、38℃、36℃、34℃、32℃和30℃,测量温度取为30 ℃。探索了屈服应力随其所经剪切历史条件变化的规律,发现剪切作用的变化对含蜡原油屈服应力的影响不明显,随着动冷终温的降低,含蜡原油屈服应力总体呈降低趋势,但在开始阶段存在小幅上升的现象。认为剪切作用对含蜡原油屈服应力的影响是通过改变蜡晶结构形态实现的。当动冷终温高于析蜡点时,剪切作用发生在原油析蜡前,屈服应力不随动冷终温的降低而改变,恒等于静态降温测得的屈服应力;当动冷终温低于析蜡点时,屈服应力由两部分组成,一部分由动态降温阶段的析蜡量决定,用τ_(y1),表示,另一部分由静态降温阶段的析蜡量决定,用τ_(y2)表示。假设随着动冷终温的降低,动态降温阶段析蜡量增加,τ_(y1)增加; 静态降温阶段析蜡量减少,τ_(y2)减小,这两种趋势在不同阶段的相对强弱决定屈服应力随动冷终温变化的趋势。建立了管道停输后原油屈服应力的预测模型,利用上述方法预测大庆原油在各种热历史和剪切历史条件下的屈服应力,在139组数据中,平均相对偏差为30.2%, 预测值与测量值的相关系数为0.9623,相对偏差小于20%的数据点有85个,占全部数据的 61.2%,屈服应力预测值与测量值的绝对偏差小于10Pa 的数据点有81个,占全部数据的 58.3%,在±20Pa 误差线范围内的数据点有114个,占全部数据点总数的82.0%。

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