化工学报
化工學報
화공학보
JOURNAL OF CHEMICAL INDUSY AND ENGINEERING (CHINA)
2013年
11期
3968-3975
,共8页
触变性%黏弹性%黏弹-触变模型%含蜡原油
觸變性%黏彈性%黏彈-觸變模型%含蠟原油
촉변성%점탄성%점탄-촉변모형%함사원유
thixotropy%viscoelasticity%thixotropic model%waxy crude
在胶凝温度以下,因蜡的结晶析出并形成三维空间网络结构,含蜡原油表现出复杂的非牛顿流体特性,如黏弹性、屈服应力和触变性等.目前,含蜡原油的触变性模型均为黏塑性模型,没有考虑屈服点附近及之前物料所具有的黏弹特性.为此,提出了一个包含状态方程和速率方程、共10个未知参数的黏弹-触变模型.模型的剪应力由弹性应力和黏性应力构成,弹性应力为剪切模量与剪应变的乘积,剪切模量正比于结构参数和损耗函数.描述结构参数随时问变化的速率方程,假设结构破坏项与能量耗散率相关,克服了以往速率方程中结构破坏项与剪切率相关这一假设的不足.模型可描述含蜡原油所具有黏弹-触变特性,并且所预测的剪应力能够从以黏弹性为主的阶段平滑过渡到以触变性为主的阶段.利用大庆原油剪切率阶跃和滞回环的实验数据对模型进行验证.结果表明:两种测试的模型拟合值与实测值的平均相对偏差分别在2.0％和5.0％以内;利用由剪切率阶跃测试数据拟合得到的模型参数对滞回环测试进行预测,预测的平均相对偏差约为16％.
在膠凝溫度以下,因蠟的結晶析齣併形成三維空間網絡結構,含蠟原油錶現齣複雜的非牛頓流體特性,如黏彈性、屈服應力和觸變性等.目前,含蠟原油的觸變性模型均為黏塑性模型,沒有攷慮屈服點附近及之前物料所具有的黏彈特性.為此,提齣瞭一箇包含狀態方程和速率方程、共10箇未知參數的黏彈-觸變模型.模型的剪應力由彈性應力和黏性應力構成,彈性應力為剪切模量與剪應變的乘積,剪切模量正比于結構參數和損耗函數.描述結構參數隨時問變化的速率方程,假設結構破壞項與能量耗散率相關,剋服瞭以往速率方程中結構破壞項與剪切率相關這一假設的不足.模型可描述含蠟原油所具有黏彈-觸變特性,併且所預測的剪應力能夠從以黏彈性為主的階段平滑過渡到以觸變性為主的階段.利用大慶原油剪切率階躍和滯迴環的實驗數據對模型進行驗證.結果錶明:兩種測試的模型擬閤值與實測值的平均相對偏差分彆在2.0％和5.0％以內;利用由剪切率階躍測試數據擬閤得到的模型參數對滯迴環測試進行預測,預測的平均相對偏差約為16％.
재효응온도이하,인사적결정석출병형성삼유공간망락결구,함사원유표현출복잡적비우돈류체특성,여점탄성、굴복응력화촉변성등.목전,함사원유적촉변성모형균위점소성모형,몰유고필굴복점부근급지전물료소구유적점탄특성.위차,제출료일개포함상태방정화속솔방정、공10개미지삼수적점탄-촉변모형.모형적전응력유탄성응력화점성응력구성,탄성응력위전절모량여전응변적승적,전절모량정비우결구삼수화손모함수.묘술결구삼수수시문변화적속솔방정,가설결구파배항여능량모산솔상관,극복료이왕속솔방정중결구파배항여전절솔상관저일가설적불족.모형가묘술함사원유소구유점탄-촉변특성,병차소예측적전응력능구종이점탄성위주적계단평활과도도이촉변성위주적계단.이용대경원유전절솔계약화체회배적실험수거대모형진행험증.결과표명:량충측시적모형의합치여실측치적평균상대편차분별재2.0％화5.0％이내;이용유전절솔계약측시수거의합득도적모형삼수대체회배측시진행예측,예측적평균상대편차약위16％.
