【摘要】：石油是20世紀以來最重要的戰(zhàn)略資源,人們的衣食住行都離不開石油及其制品。隨著對石油需求的增加以及石油含量的減少,更加科學的開采具有十分重要的意義。目前,我國主力油田都已實施三次采油中聚合物驅(qū)油技術(shù),而聚合物溶液在注入過程中粘度損失大,嚴重影響石油采收率。因此,聚合物溶液的實時在線測量尤為重要。本文以研究聚丙烯酰胺的粘度特性為目的,采用基于電磁感應(yīng)的實時在線測量方法。首先對電磁感應(yīng)的聚合物粘度測量方法進行理論分析,建立粘度測量ANSYS仿真模型,確定設(shè)計方案,進行重復性測量、不同溫度測量、試驗誤差分析等。在理論分析的基礎(chǔ)上,利用ANSYS Maxwell進行磁場仿真,并對磁場矢量圖及磁場對永磁鐵進行受力分析。通過仿真確定永磁鐵的受力與時間關(guān)系,根據(jù)理論分析得出計算公式,從而計算出粘度與時間關(guān)系,最終確定實驗的可行性。本文以STM32微處理器控制聚合物粘度測量系統(tǒng),測量裝置主要采用控制處理電路、驅(qū)動電路,裝置可得到各個時間下的聚合物粘度測量值,通過顯示不同溫度對應(yīng)的實時粘度曲線。軟件設(shè)計主要包括PWM輸出模塊、輸入捕獲模塊、粘度數(shù)據(jù)處理模塊。從聚合物粘度測量樣機的實驗結(jié)果可以得出,本文設(shè)計的樣機在測量粘度時,測量系統(tǒng)的實驗測量誤差不超過20%,最大測量偏差在21mPags。測量系統(tǒng)具有良好的重復性和穩(wěn)定性,測量精度最高可達7%。同時也驗證了基于電磁感應(yīng)的聚合物粘度測量的可行性。因此,本文提出的測量方法適用于聚丙烯酰胺聚合物粘度的測量。本研究在提高原油采收率方面具有實際意義外,對聚合物溶液流量測量等具有重要意義。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.46;O631.6
【圖文】：

圖 1.1 毛細管法原理圖原理可簡述為，有一兩端存有壓力差的毛細管，其壓力差可通過壓力液體在該壓力的作用下勻速流動。在單位時間內(nèi)通過毛細管兩端的測量細管兩端的壓差呈正比[15]。這種比例關(guān)系如公式 1-1 所示，稱為式。QLRP84 是待測溶液粘度； 是毛細管內(nèi)徑；P是毛細管兩端的壓力差；是待測溶液通過毛細管兩端流量；是毛細管的長度。細管法有結(jié)構(gòu)簡單且測量精準等優(yōu)點。所以毛細管法一直是實際生產(chǎn)并且也是我國目前計量部門標定標準粘度的唯一儀器。

落球法是目前所有的粘度測量方法，更適合測量粘度較高的液體，但由于樣就額外的需要另一個測量量，會使測通常不采用落球法，只是使用落球法進應(yīng)采用落球法[22]。圍最廣的粘度測量方法是旋轉(zhuǎn)法[23]。其被測液體中做角速度固定的旋轉(zhuǎn)運動，做旋轉(zhuǎn)運動[24]。同樣當液體做角速度固也會由于粘性力的作用而角速度固定的置于被測液體中，當圓柱體 A 做角速用隨著物體的旋轉(zhuǎn)而做不同角速度的旋旋轉(zhuǎn)。圓柱體在測量液體勻速轉(zhuǎn)動時，旋轉(zhuǎn)速度越慢，通過測量圓柱體勻速旋的粘度[27]。

量小且分子鏈長的聚合物分子團同時通過不同流速的多分液鏈上的各個分子團會隨所處液體層面的流速向前運動，但這久[56]。不同流速下流體剖面的平行分布導致了大分子在流體就像細長的繩索在河水中隨著河水一起流動，在大分子鏈流切速率或剪切應(yīng)力會隨著流速的增加而增加，并由于分子鏈，比如聚丙烯酰胺有著對剪切力非常敏感的特質(zhì)，同樣的部著同樣的特質(zhì)，他們都是對剪切力非常敏感的假塑性液體，加[57]，溶液的粘度則隨之不斷的下降，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，當剪切的速率比較小時，縱向拉取的無規(guī)則分子團有利于從而導致了溶液粘度較低[58]，由此可以看出，剪切速率如果程度也會增加，但相反的，溶液粘度則會隨之下降，對聚丙很大是相對分子質(zhì)量，它們之間成正向關(guān)系，相對分子質(zhì)量牛頓流體[59]。在大慶油田，使用的產(chǎn)品基本都是假塑性流體聚丙烯酰胺溶液。

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本文編號：2805489