在環(huán)境溫度下蠟的結(jié)晶析出導致原油黏度上升,增大了輸送能耗;蠟晶網(wǎng)絡的形成則使原油表現(xiàn)出屈服應力、觸變性等結(jié)構(gòu)特性,給管道安全運行帶來了威脅。因此,改善原油流動性對于保障輸油管道安全、高效運行具有重要意義。電場處理是一種新型改性手段,可顯著改善凝點附近含蠟原油的流動性。然而,目前對于該方法的改性機理、改性效果穩(wěn)定性及其影響因素的認識仍處于初級階段。本文使用研發(fā)的靜態(tài)電場處理裝置和動態(tài)電場處理與流動性測量一體化裝置,開展了系列研究。本文首先研發(fā)了一套動態(tài)電場處理與流動性測量一體化裝置,能夠電場處理流動條件下的原油,同時準確測量處理后原油的流動性。通過施加與原油流動方向平行的電場（0.2⁰.8 kV/mm）,系統(tǒng)考察了處理溫度、加載場強對電場改性效果的影響。研究發(fā)現(xiàn),對于析蠟點以下、凝點以上的含蠟原油,電場處理能夠顯著降低其黏度,最高可達70%;處理溫度越低、加載場強越高,降黏效果越好;與未處理的原油相比,電場處理后原油的稠度系數(shù)降低、流動行為指數(shù)上升,處理后原油的非牛頓流體特性減弱,且加載場強越大非牛頓性削弱程度越大;電場處理對原油的膠凝溫度沒有顯著影響,但可以使膠凝... 

【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 本課題領域研究概況
        1.2.1 電場處理裝置及方法
        1.2.2 電場處理條件的影響
        1.2.3 電場改性效果穩(wěn)定性
        1.2.4 原油電場改性機理
        1.2.5 電場處理工業(yè)試驗
    1.3 研究思路及主要研究成果簡介
        1.3.1 總體研究思路
        1.3.2 主要成果簡介
第2章 原油電場處理裝置研究
    2.1 實驗材料及物性
        2.1.1 原油物性測試
        2.1.2 模擬油物性測試
    2.2 電場處理裝置的研發(fā)
        2.2.1 動態(tài)電場處理裝置
        2.2.2 靜態(tài)電場處理裝置
    2.3 電場處理裝置可行性
        2.3.1 動態(tài)電場處理
        2.3.2 靜態(tài)電場處理
    2.4 本章小結(jié)
第3章 含蠟原油的電場改性效應
    3.1 研究現(xiàn)狀回顧
        3.1.1 電場處理條件的影響
        3.1.2 電場處理效果的穩(wěn)定性
        3.1.3 電場處理對結(jié)構(gòu)特性的影響
    3.2 實驗方法
        3.2.1 電場處理降黏測試
        3.2.2 改性效果穩(wěn)定性測試
        3.2.3 原油結(jié)構(gòu)特性測量
    3.3 實驗結(jié)果分析
        3.3.1 處理條件對改性效果的影響
        3.3.2 改性效果的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性
        3.3.3 電場處理原油的結(jié)構(gòu)特性
    3.4 本章小結(jié)
第4章 蠟和瀝青質(zhì)對電場作用效應的影響
    4.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    4.2 實驗方法
        4.2.1 實驗材料簡介
        4.2.2 動態(tài)電場處理
        4.2.3 靜態(tài)電場處理
        4.2.4 瀝青質(zhì)粒徑統(tǒng)計
    4.3 實驗結(jié)果與分析
        4.3.1 原油的電場改性效果
        4.3.2 含蠟量對電場改性效果的影響
        4.3.3 析蠟量對電場改性效果的影響
        4.3.4 瀝青質(zhì)含量對電場改性效果的影響
        4.3.5 瀝青質(zhì)分散程度對電場改性效果的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 含蠟原油電場改性機理探究
    5.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        5.1.1 電流變正效應機理
        5.1.2 電流變負效應機理
        5.1.3 原油電場改性機理
    5.2 電場改性機理初步分析
        5.2.1 昆克旋轉(zhuǎn)
        5.2.2 電泳運動
        5.2.3 抑制析蠟
    5.3 電場改性機理探索
        5.3.1 顯微觀察方法及統(tǒng)計軟件
        5.3.2 動態(tài)處理原油中的蠟晶
        5.3.3 靜態(tài)處理模擬油中的蠟晶和瀝青質(zhì)
        5.3.4 二維空間球形顆粒的偶極矩
        5.3.5 原油及模擬油的介電常數(shù)
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 本文研究結(jié)論
    6.2 對今后研究工作的建議
參考文獻
附錄A 動態(tài)電場處理#1原油的實驗數(shù)據(jù)
附錄B 二維空間球形顆粒偶極矩方程
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]含蠟原油屈服特性的試驗研究[J]. 侯磊,張勁軍.  石油天然氣學報. 2007(06)
[2]易凝高粘原油管輸技術及其發(fā)展[J]. 張勁軍.  中國工程科學. 2002(06)
[3]靜電場對原油粘度影響的試驗研究[J]. 黃柳賓,關繼騰,王殿生.  油氣儲運. 1998(07)
[4]用電容法測量原油凝點的可行性實驗[J]. 張寶芬,盧佩,時京.  清華大學學報(自然科學版). 1996(05)
[5]原油磁處理防蠟技術應用與機理的研究[J]. 朱林.  油田地面工程. 1991(05)

碩士論文
[1]原油電場處理改性研究[D]. 馮凱.中國石油大學（北京） 2017
[2]不同極性瀝青質(zhì)對含蠟油膠凝行為影響的研究[D]. 李宇卓.中國石油大學（北京） 2017



本文編號：3171277