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减阻剂减阻率测控系统设计

减阻剂减阻率测控系统设计
减阻剂减阻率测控系统设计

[收稿日期]20150915 [作者简介]陈冠成(1990),男,硕士生,现主要从事电子与通信工程二检测技术与自动化装置方面的研究工作;通信作者:翁惠

辉,whh -8@https://www.sodocs.net/doc/8c15485125.html, 三

[引著格式]陈冠成,翁惠辉,刘娟.减阻剂减阻率测控系统设计[J ].长江大学学报(自科版),2015,12(34):35~38.减阻剂减阻率测控系统设计

陈冠成,翁惠辉,刘娟 (长江大学电子信息学院,湖北荆州434023)

[摘要]合理使用减阻剂,既可以实现减阻效果,又可以增加输出和减小能耗三随着我国长输管线原油输

送事业的快速发展,对减阻剂的需求量也不断加大,但相应的减阻剂测试设备却比较欠缺三为此,设计

开发了一种能够有效检测各种减阻剂减阻率的测控系统三测控系统硬件电路主要完成多通道数据的采集

及多个控制量的输出,主要由RS232通讯模块二模拟量输入模块二模拟量输出模块二数字量输出模块4

部分组成;工业控制计算机(上位机)和专业控制器(下位机)2部分协同工作共同实现现场过程测控的

全过程三试验结果表明,该测控系统的各项功能都达到了减阻率测试工艺设计的相关要求三

[关键词]减阻剂;减阻率;测控系统

[中图分类号]TN929[文献标志码]A [文章编号]16731409(2015)34003504减阻剂是一种实用的化学添加剂,一般是高聚物三由于流体的阻力限制了流体在管道中的流动,造成管道输送量降低和能量消耗增加,在流体中注入少量的高聚物,使之在湍流状态下降低流体的阻力,在输送量不变的情况下可以大幅降低管道沿程摩阻损失,具有减小管道阻力的功能三在管道运行压力不变的情况下,可以提高管道的输送量三合理使用减阻剂,既可以实现减阻效果,又可以增加输出和减小能耗三然而减阻剂的合成技术长期以来被国外少数几家公司垄断,导致减阻剂的价格一直居高不下,且需要进口三近几年由于我国经济和科技水平飞速提升,减阻剂生产技术国产化的步伐也不断加快,这也使得检测国产减阻剂的减阻效果变得异常重要三随着我国长输管线原油输送事业的快速发展,对减阻剂的需求量也不断加大,但相应的减阻剂测试设备却比较欠缺三为此,笔者设计开发了一种能够有效检测各种减阻剂减阻率的测控系统三

1 系统原理

系统在结构原理及流体流动的摩擦系数上采用相似原理进行模拟三通过研究高聚物减阻剂的流变性,分析管内流体受力与沿程摩阻之间的关系,从而估算流体的流动阻力和沿程摩阻压降三在温度和管线长度一定的情况下,减阻率的大小与流体的流量相关,仪器设计了不同管径的圆形管道,再由仪器测量和记录流体摩擦系数和摩阻压降,进而计算出不同流量下减阻剂的减阻率三

1.1 减阻率的计算

大多数流体流动分析都基于粘性层流的假设三层流意味着流形是一系列的平行层或同心圆,各表层之间有一定的相对速度但不相互混合三层流常见于较低速度的承载设备中,而高速状态下的流体薄膜则出现湍流三引发湍流的临界流动速度取决于量纲化的雷诺数Re : Re =ρvd /η(1)式中,ρ为流体的密度,g /ml ;v 是线速率,m /s ;d 是2个表面的薄膜厚度,mm ;η是黏度,mPa 四s 三描述流体在管道中所受阻力状态的物理量一般用流体的摩擦系数λ和摩阻压降ΔP ,流体流经长度为L 的圆管段上的摩阻压降ΔP 与圆管的长度成正比,与其直径成反比,与其动能成正比三采用尼古拉兹阻力计算可知:

53四长江大学学报(自科版) 2015年12月第12卷第34期(理工上旬刊)Journal of Yan g tze Universit y (Natural Science Edition ) Dec .2015,Vol .12No .34

λ=

0.3164Re 0.25

(2)于是流体的摩阻压降可以表示为: ΔP =λL d 四12ρu 2a (3)

式中,当流体的流量Q 确定时,u a =Q πr 2三通过理论计算得出的流体摩阻压降,可以作为仪器传感器测出值的参考量三

反映减阻效果的物理量减阻率,其定义如下:

DR %=ΔP 0-ΔP 1ΔP 0?100%(4)式中,DR %是减阻剂的减阻率;ΔP 0是指在某一流速下未加减阻剂时圆形管道单位长度摩阻压降,

kPa ;ΔP 1是指在相同流速下加入减阻剂时圆形管道单位长度摩阻压降,kPa 三1.2 仪器工作原理

仪器在工作过程中,试验用的流体通过循环泵在选定的光滑圆管中循环流动,通过差压传感器测量单位长度的圆管里流体在特定流速二温度下的摩阻压降并记录三然后,通过加料器在流体中加入待测的高聚物减阻剂,待减阻剂与流体充分融合后,在相同条件下通过传感器测量一定长度圆管内流体的摩阻压降并记录三通过2次测量流体的摩阻压降,根据式(4)就可以计算出在特定条件下减阻剂在既定流体中的减阻率三

2 系统工艺流程

系统工艺流程如图1所示,主要由模拟管路二加热罐二循环泵二配料罐和搅拌电机组成三具体测试过程是先将工作备用流体注入整个管路,待管路整个充满液体时,建立试验温度二压力;然后启动循环泵,通过传感器测得系统压力二温度二流量二压力降;最后根据管径二长度大小,由计算机计算出各种参数三测试完一组流体的数据之后,通过排液阀排掉被测流体,向加料口加入适量清水,并启动循环泵,反复冲洗各段管路,为下一组流体的测试做好准备

图1 系统工艺流程

63四 理工上旬刊*电子信息工程2015年12月

3 测控系统硬件方案设计

测控系统主要完成多通道数据的采集及多个控制量的输出,主要由RS232通讯模块二模拟量输入(AI )模块二模拟量输出(AO )模块二数字量输出(DO )模块4部分组成,具体硬件电路结构如图2所示三

图2 系统硬件电路结构图

用温度传感器二压力传感

器二流量计来分别检测温度二

压力二流量信号三使用内部带

有16通道12位ADC 的单片

机,将温度二流量二压力信号

经过信号调理电路后输入ADC 端口,通过多路开关轮流选通进入A /D 转换器转换成数字

量三单片机将压力二流量二温

度数字信号经通用串行通讯模

块传送到上位机,并接受上位

机下传的控制命令及温度二压

力二流量设定值三 图3 系统下位机程序框图

4 软件设计方案

减阻剂测试仪测控系统包括工业控制计算

机(上位机)和专业控制器(下位机)构成,2部分协同工作共同实现现场过程测控的全过程三

4.1 下位机软件设计

下位机测控软件采用C 语言编写三为使软

件程序的开发更具效率,并使后期软件的调试

和升级更为便利,有利于程序代码的优化,笔

者对软件程序运用了模块化的设计方法三具体

下位机软件结构如图3所示三

4.2

上位机软件设计 图4 上位机监控系统结构图上位机监控系统主要提供人机交互界面(HMI )以及数据处理等,采用VB 语言编写,包括现场数据显示,仪表

状态显示,过程控制参数设定,控制操作界面,数据库保

存二查询与报表输出等三现场过程测控系统部分完成对现场

各设备的信号采集,控制命令的执行与反馈等三两者之间进

行数据传输,相互协调,完成整个自动测控功能,系统结构

如图4所示三

上位机监控系统主要是实时监控系统的运行状态,接收

现场过程测控系统上传的温度二压力和流量信号,完成数据

的分析与处理,并将数据以图型二报表形式输出,同时向现场过程测控系统发送操作命令三上位机人机交互界面如图5所示三

四73四第12卷第34期陈冠成等:减阻剂减阻率测控系统设计

图5 系统上位机人机交互界面图

5 结语

系统在减阻剂测试过程中对循环泵和加热罐温度二压力和流量进行实时控制以模拟输油管道压力二温度和流量参数,确保测试过程中在模拟原油输送管道实际环境下进行,保证测试的科学性三该仪器已经投入使用,在试验系统模拟原油输送的测试过程中,试验结果表明测控系统的各项功能都达到了减阻率测试工艺设计的相关要求三

[参考文献]

[1]何立民.单片机应用系统设计[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1998.[2]康华光.电子技术基础[M ].第5版.北京:高等教育出版社,2005.[3]张兆顺.流体力学[M ].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2004.[4]李国平,刘天佑.高聚物减阻增输机理研究[J ].油气储运,2006,25(7):29~38.

[5]刘胜,曹旦夫,吴杰.HG 减阻剂在输油管道上分散时间的研究[J ].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2014,36(2):157~160.

[6]常青,曹骕骕,刘音,等.滑溜水用速溶型减阻剂研究与应用[J ].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2014,36(10)

:182~185.[编辑] 张涛四83四 理工上旬刊*电子信息工程2015年12月

高分子减阻剂减阻效果试验研究

高分子减阻剂减阻效果试验研究 指导老师:毛根海 实验成员:薛文洪一红 班级: 土木工程0101结构班 实验日期:2003年12月7日

高分子减阻剂减阻效果试验研究 流体流动存在阻力,产生流体能量损失。在管流中有管道阻力,如长距离输水、石油、天然气等,都必须在流经一定距离之后设置升压泵,以补充损失的能量。同样,在明渠输水、水面必须有水利坡降才能产生顺坡降方向的流动,在同坡降的情况,流动阻力越大,则流速越慢,过流能力越差。 若在水体中添加减阻剂,就能大大减少沿程阻力。这是减小水流沿程阻力的另一种新途径。减阻剂种类很多,不同减阻剂及添加量不同,其减阻效果也不一样。 由于客观条件的限制,我们此次通过“同一减阻剂在不同浓度下减阻效果”的比较,对减阻剂加入水体后的减阻效果进行定性、定量的了解。 本次实验采用的减阻剂是聚丙烯酰胺(又称PAM),初配浓度为0.1%,室温(10o C左右)。采用沿程阻力试验装置进行测定(实验装置如图)。实验地点,土木系水利实验室。

聚丙烯酰胺,别名PAM ,是一种有机高分子聚合物,为玻璃状固体,溶于水,也溶于醋酸、乙二酸、甘油和胺 等有机溶剂。聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物,而且兼具增稠性、絮凝性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。 一、试验数据及结果分析如下: 清水实验时:

加入 100ml 3

加入 700ml 0.1%PAM 溶液入水 箱: 各项常数:d=0.675cm L=85cm K=1.993 从如上的数据可以看出,PAM要起到减阻效果是有一定浓度限制的。浓度太小,减阻效果 不明显;浓度太大,反而会增阻。通过粘度计的测定,清水与各浓度溶液的粘度相差很小,(清 水时平均粘度为0.012,加入375ml溶液时平均粘度为0.013)。通过几组实验数据的对比可 得,相同沿程损失的情况下,PAM减阻效果最大的浓度出现在向水箱中加入375ml 0.1%溶液 左右,过流量增大,阻力粘制系数呈下降趋势。(加入400ml该溶液时,过流量已开始减小)。 通过各表的Re与λ关系比较可知,加入PAM后,相同Re下,λ有明显减小(曲线图待 补充),说明PAM起到了一定的减阻效果。同时该减阻剂在层流区几乎不起作用,在紊流区能 够起到一定的作用。但是需要指出的是,通过本次定量实验可以看出,PAM并不是一种十分有 效的减阻剂,虽然阻力粘制系数随PAM加入量的增加一直呈下降趋势,但是过流量的增加并 不显著。

反渗透阻垢剂阻垢性能评价

反渗透阻垢剂阻垢性能评价 1前言 在反渗透脱盐技术不断应用到工业化生产的过程中,由于水源的限制、工艺流程设计的缺陷及水处理化学添加剂的盲目选择,致使反渗透系统出现了各种各样的污染结垢问题,严重降低了反渗透设备的使用率及使用效果.其中由于使用不兼容的反渗透阻垢剂而造成的结垢情况越来越严重,筛选与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。作者通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验,选择最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。 反渗透技术是目前水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一。在设计及使用过程中被越来越多地应用到工业化生产中,不同用户的水源情况及用水要求等条件的差异化,形成了不同工艺流程的反渗透水处理系统,如果工艺设计不完善或者操作不当以及化学添加剂与水源不兼容等情况发生时,往往会导致反渗透系统出现产水量及产水品质的下降.严重时会导致反渗透系统中的主要元件——反渗透膜元件提前报废,因此对反渗透膜元件的保护在整个系统设计及运行过程中尤其重要。反渗透工艺属于物理脱盐技术,原理为利用自然条件下渗透的现象,给原水一定压力(大于渗透压),通过一种由高分子有机材质制成的具有选择性透过的半透膜,使水分子和原水中不溶性物质及大部分盐类分离,盐类及不溶性物质会随着淡水的透过而在进水/浓水通道中浓缩,随着浓缩倍数的增加,一些难溶盐类会趋于结垢,为了防止这种结垢发生,在反渗透的进水中往往添加一种阻垢分散剂,抑制垢类的生成。而如何选择与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验,在一定硬度情况下,评价不同阻垢剂在同样剂量下的阻垢效果或者同类阻垢剂在不同加药量下的阻垢效果,本方法适用于中等硬度以下的水源。通过阻垢效果来筛选最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。评估的阻垢剂为:国产品牌A(MW系列,聚羧酸盐系列);进口品牌B(标准液,聚丙烯酸盐系列);进口品牌C(8倍浓缩液,无机磷系列);进口品牌D(4倍浓缩液,无机磷系列);进口品牌E(标准液,有机磷系列)。通过对上述5种品牌的反渗透阻垢剂进行试验分析,探讨了国内外不同品牌的阻垢剂阻垢性能的差异。 2试验原理及方法 2.1 试验原理 测定溶液的电导率可以间接地表示水中溶解盐类物质的多少,当溶液中有盐类沉淀析出时,溶液中可导电的离子减少,其电导率会急剧下降,由此下降点即可计算出碳酸钙的过饱和度。过饱和度越大,阻垢剂阻垢效果越好。 2.2试验仪器及试剂 数字式电导率仪,磁力加热搅拌器,温度计,烧杯,滴定管,恒温水浴。 1 mol/L氯化钙溶液,0.1mol/L碳酸钠溶液,0.1mol/L硫酸,阻垢剂A、B、C、D、E。 2.3试验方法

输油管道减阻剂

输油管道减阻剂 减阻剂是一种能减少流体在输送时所受阻力的试剂。多为水溶性或油溶性的高分子聚合物。 简介 例如水溶性的聚环氧乙烷,只用25毫克/千克就能使水在管道中所受阻力下降75%,出水速率增加好几倍,用于灭火或其他紧急用水的场合;油溶性的聚异丁烯用量为60毫克/千克时,即可使原油在管道中的输送能力大大提高,起到增输节能的作用。 用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent),简称DRA。减阻剂广泛应用于原油和成品油管道输送,它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动,造成管道输量降低和能量消耗增加,而高聚物减阻法是在流体中注入少量的高分子聚合物,使之在紊流状态下降低流动的阻力。 发展历史 20世纪60年代末,美国Conoco公司研制成CDR-101型减阻剂,1972年取得专利,1977~1979年间首次商业化应用于横贯阿À­斯加的原­油管道的越站输送及提高输量方面,并取得巨大成功。1981年又研制成功CDR-102型减阻剂,比CDR-101型的性能成数倍地提高。20世纪80年代初,开展了成品油管道的减阻试验,用于汽油、煤油、柴油和NGL、LPG的减阻,到1984年正式在成品油管道上应用。70年代中期,美国Shellco公司和加拿大Shell Inc公司提出申请减阻剂专利。1983年,美国Atlantic Richfield co公司研制出Arcoflo减阻剂产品,加入5ppm即可达到20%的减阻效果。 减阻聚合物的生产条件很难控制,国际上只有极少数公司垄断了这项技术,其代表是美国的Conoco公司和Baker Hughes公司,他们的产品基本上代表了目前世界上减阻剂生产工艺的最高水平和发展方向。 1982年,我国浙½­大学开始国产减阻剂的开发和试验工作,1985年进行了EDR 型减阻剂的试生产,并在国内原­油管道上进行了中型试验,产品性能已达到国外70年代初期水平。1984年,成都科技大学也发表了PDR型减阻剂的研制成果,以上两校的试验,都曾采用过柴油和煤油等成品油。近年来,中国石油管道公司管道科技研究中心开展了减阻剂的研究工作,并取得了成功,其EP系列减阻剂产品的性能已经­达到国际同类产品的

无磷阻垢剂的合成及其性能评价

Vol.28No.4 Apr.2012 赤峰学院学报(自然科学版)Journal of Chifeng University (Natural Science Edition )第28卷第4期(下) 2012年4月结垢是油田产出水过程中遇到的常见问题之一.目前,预防结垢最常用的方法之一是投加阻垢剂.阻垢剂作为油田高含水期广泛使用的水处理剂,具有低成本,见效快等优点,还可以有效的保护油井井筒及地面集输系统.含磷阻垢剂的阻垢效果比较好,尤其是对碳酸钙的阻垢效果极佳,是近年来国内外油田主要使用的阻垢剂产品.但是,磷的排放会给环境带来很大的危害,阻垢剂投入使用后,其水解所产生的磷化合物会造成水体的富营养化,使菌藻等水体植物大量繁殖,形成赤潮,导致水生生物死亡,饮用水水源恶化.给人类环境带来不可忽视的危害.随着人类对环境重视程度的提高、水资源的保护和节约力度的加大,以及环保法规的日益严格,低磷、无磷阻垢剂的开发已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题. 本文在不引入磷的条件下,根据阻垢剂结构与性能的关系,用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料,在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.1无磷阻垢剂的合成 1.1 实验试剂 顺丁烯二酸酐(分析纯);丙烯酰胺(工业级); 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(工业级);烯丙基磺酸钠(工业级);丙烯酸(工业级);双氧水(分析纯);过硫酸钾(分析纯).1.2实验仪器及装置 85—2型恒温磁力搅拌器;电接点温度计;三 口烧瓶;恒压漏斗;冷凝管;移液管;FA1004上皿电子天平(0.1mg ).1.3 阻垢剂的合成方法 将配有温度计、 恒压滴液漏斗和回流装置的三口烧瓶固定在恒温磁力搅拌器上,在三口瓶中加入一定比例的蒸馏水、顺丁烯二酸酐和磺酸类单体,待所有固体完全溶解后加入丙烯酸.在该聚合体系升至一定温度后,在搅拌的条件下开启恒压滴液漏斗滴加引发剂,进行共聚反应.根据烧瓶中溶液的多少来调节滴加引发剂的速度.使引发剂的滴加时间在1h 左右.引发剂滴加完毕后, 在该温度下继续搅拌一定时间,使聚合反应完全.待反应结束后,冷却至室温,产物为淡黄色或无色的液体.2阻垢剂阻垢性能的评价 2.1 阻垢剂加量 评价条件:温度: 70℃,溶液:7,阻垢时间:5h ,阻垢结果如图1. 根据图1的结果可知,要达到理想的阻垢效果,阻垢剂加量应达到一定值.图1显示,当其加量为25mg/L 时, 阻垢剂的阻垢率已经达到90%以上,在达到一定浓度后,阻垢率趋于平稳,其阻垢性能 无磷阻垢剂的合成及其性能评价 冷曼希,冉 飞 (西南石油大学,四川 南充637001) 摘要:针对油田生产过程中含磷阻垢剂的添加对环境的危害,本文以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 丙烯酰胺为原料,在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.并考察了阻垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH 值及成垢离子浓度对防垢性能的影响.结果表明,在80℃下,防垢时间为15h 时防垢率在90%以上, 100℃下防垢率仍可达85%以上. 关键词:阻垢剂;无磷;阻垢性能;性能评价中图分类号:TQ085+412 文献标识码:A 文章编号:1673-260X (2012)04-0206-02 206--

减阻剂--滑溜水压裂

减阻剂--滑溜水压裂 滑溜水压裂液是指在清水中加入少量的滑溜水压裂用减阻剂,一定量支撑剂以及表面活性剂、黏土稳定剂等添加剂的一种压裂液,又叫做减阻水压裂液。 由于滑溜水压裂施工中泵速较大,因而会产生较高摩阻。作为减阻水体系的主剂,压裂用减阻剂的作用是减少压裂液流动时的摩擦系数,从而减少施工压力。 为了达到现场大排量条件下即配即用的目的,减阻剂不仅应具有较高的减阻性能,还应具有较好的溶解分散性能。 1、分散性能:减阻剂的分散性能可以用分散时间来表征,分散时间是指减阻剂聚合物完成溶解、破乳并且聚合物分子完全展开达到最大黏度所需要的时间,新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂,分散快且无需破乳,分散性能好。 2、减阻性能:减阻剂的减阻性能具体表现为减阻剂溶液流速加快和摩阻压降减少:当输送压力一定时,减阻效果表现为流速的增加;当流量一定时,减阻效果则表现为摩阻压降的减少。新乡市京华净水材料有限公司生产的乳液减阻剂,价格低、用量少,且减阻效果可达60%以上。 近年来,页岩气能源的开采在中国受到越来越高的重视,作为北美地区页岩气体积改造的关键技术,滑溜水压裂液在中国具有广阔的应用前景。 滑溜水压裂的优势: 1、传统的凝胶压裂液体系使用较高浓度的凝胶,这些凝胶的残留物以及在压裂过程中产生的滤饼会堵塞地层并降低裂缝导流能力。而滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂,并且易于返排,大大降低了地层及裂缝伤害,从而有利于提高产量。 2、滑溜水压裂液中的化学添加剂及支撑剂的用量较少,可节省施工成本40%~60%。由于成本的降低,许多原来不具商业开采价值的储层便可以得到开发。 3、减阻水能够产生复杂度更高体积更大的裂缝网络。这是由于减阻水具有较低的黏度以及施工时的泵入速率较高。裂缝复杂度和体积的提高增加了储层的有效增产体积,使得产量增加。 4、由于减阻水中添加剂含量少,较为清洁,因此更易于循环利用 滑溜水压裂优势总结:减阻水压裂液的优点是减阻效果好、低伤害、低成本、产生的裂缝网络复杂度高体积大、易于循环利用。

脊状表面减阻特性的风洞试验研究

第23卷 第5期2008年10月 实 验 力 学 J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICS Vol.23 No.5 Oct.2008 文章编号:100124888(2008)0520469206 脊状表面减阻特性的风洞试验研究 刘占一,宋保维3,胡海豹,黄桥高,黄明明 (西北工业大学航海学院,西安710072) 摘要:利用热线风速仪,对光滑表面和多个脊状表面在低速风洞中进行了表面流场测试。基于测得的边界层速度分布数据,利用对数律区速度分布公式,编程分别计算出光滑表面和脊状表面的壁面摩擦速度和虚拟原点。研究发现,脊状表面最大减阻量达13.5%;有减阻效果的脊状表面使边界层速度曲线上移、湍流强度下降;与光滑表面相比,脊状表面的位移厚度和动量损失厚度明显减小,也表明脊状表面具有减阻效果;位移厚度和动量损失厚度减少量随槽间距s+的增加呈现先变大后变小的趋势,在s+=12时达到最大。 关键词:脊状表面;热线风速仪;摩擦速度;减阻量 中图分类号:O357 文献标识码:A 0 引言 目前的各种湍流减阻方法中,脊状表面减阻技术以其减阻效果显著和易于推广使用的特点,被公认最具使用潜力。该技术起源于仿生学对鲨鱼等鱼类表皮的研究,通过在航行体外表面加工具有一定形状尺寸的脊状结构,来达到很好的减阻效果。该项技术在国外已投入了实际应用,如空中客车将A320试验机表面的约70%贴上脊状表面薄膜,获得了节油1%~2%的效果;NASA兰利中心在Learjet型飞机上开展的类似飞行试验显示,脊状表面的减阻量约为6%左右。 脊状表面减阻的物理机制在于:脊状表面与顺流向的“反向旋转涡对”作用,产生“二次涡”。“二次涡”的产生和发展削弱了“反向旋转涡对”的强度,进而抑制了湍流猝发的形成。脊状表面流场理论研究发现,脊状表面的粘性底层厚度比平板的要厚得多,表明在脊状表面近壁区存在着低速流层,使得边界层外层高速流不直接与壁面接触,而从低速流层上流过,降低了壁面法线方向的速度梯度,从而产生了减阻效果[1,2]。 近些年,为了从微观流动结构方面研究脊状结构的减阻原理,PIV、LDV和热线风速仪等设备越来越多的被应用在减阻研究中。与以前使用测力天平等设备直接测量阻力不同,这些设备测得的是脊状结构表面流场的特性参数,需要计算出壁面摩擦速度,才能间接给出定量的减阻效果。Ant hony Ken2 dall等在文献[3]中提出用Musker和Spalding公式求摩擦速度;D.Hoo shmand等在文献[6]中提到用Clauser方法求摩擦速度。这些方法都要求准确测得包括粘性底层在内的边界层内层速度分布,但是对数律公式仅需要边界层对数律区的速度分布即可。由于准确测量粘性底层比较困难,因此笔者考虑利用对数律区速度分布公式,通过拟合求摩擦速度。 本文利用热线风速仪测量了五种不同尺寸的脊状结构表面流场,不仅从速度分布、湍流度分布方面3收稿日期:2008203218;修订日期:2008210206 基金项目:国家自然科学基金面上项目(10672136);国家自然科学基金重点项目(50835009)资助 通讯作者:宋保维(1963-),男,教授,目前主要研究方向:水下航行器设计、制造,流体力学,系统工程理论及其应用,计算机辅助设计与制造,机电一体化与机器人技术等。E2mail:songbaowei@https://www.sodocs.net/doc/8c15485125.html,

水处理之水质分析及药剂评价方法(3)

3水质分析及药剂评价方法 3.1 污水水质分析 各种离子、矿化度等根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY5523-92《油气田水分析方法》、SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》及国家环保局颁布的《水和废水监测分析方法(第三版)》规定的内容方法进行测定。 3.2 腐蚀率测定方法 3.2.1 原理 将试片悬挂在注水系统中,在正常生产条件下,3d 后取出,根据试验前后试片的损失量计算平均腐蚀速率。 3.2.2 实验后试片的处理 将试片取出,用滤纸轻轻擦去油污。用丙酮洗油后放置于清洗液中1~5min (清洗时用毛刷轻轻刷洗),试片清洗后用蒸馏随冲洗,再用乙醇脱水并用滤纸擦干表面,将其存放于干燥器中4h 后称量。 3.2.3 计算结果 平均腐蚀速率按下式计算: ρ f hf qf st m m F 3650 )(?-= 式中:F -平均腐蚀速率,mm/a ; m qf 、m hf —试验前、后试片质量,m ; S —试片表面积,cm 2; t f —挂片时间,d ; ρ—试片材质密度,g/cm 3。 3.3 缓蚀剂评价方法 缓蚀剂的测试评价主要在各种条件下,对金属在腐蚀介质中,有无缓蚀剂时的腐蚀速率,从而测定缓蚀效率、最佳添加量和最佳使用条件。 缓蚀剂的性能可以通过缓蚀率η表征。缓蚀率越大,缓蚀性能越好。

%1000 1 0???-?= m m m η 式中:η—缓蚀率(%); Δm0—空白试验(无缓蚀剂)中试片的质量损失,g ; Δm1—加药试验(有缓蚀剂)中试片的质量损失,g ; 注水水质标准规定,注入水的平均腐蚀速率应不大于0.076mm/a 。所以,在油田注水系统,通常使用腐蚀速率来评价缓蚀剂的优劣。 平均(均匀)腐蚀速率的计算公式如下: ρ ??-??= t S m m r corr 114) (1076.8 式中:r coor —平均(均匀)腐蚀速率,mm/a ; m —试验前的试片质量,g ; m 1—试验后的试片质量,g ; S 1—试片的总面积,cm2; ρ—试片材料的密度,g/cm3; t —试验时间,h 。 本文对缓蚀剂性能评价采用常压静态腐蚀速率测定方法。 3.4 水型分析 污水水型分析采用苏林分类法。 3.4.1 方法提要 化学法所测油气水各组成以毫摩尔/升(mmol/L )为单位,计算原生水型特性参数,判别油气田水的水型。 3.4.2水型判别 油气田水水型与原生水型特性系数的关系见表2.5。 表2.5 油气田水水型与原生水型特性系数的关系

成品油管道应用减阻剂研究

第28卷第1期 油 气 储 运实验研究 成品油管道应用减阻剂研究 戴福俊3(中国石化销售有限公司华南分公司) 鲍旭晨 张志恒 李春漫 刘 兵 徐海红(中国石油管道研究中心) 戴福俊 鲍旭晨等:成品油管道应用减阻剂研究,油气储运,2009,28(1)19~23。 摘 要 依据减阻剂减阻机理、室内试验及现场应用情况,确定了减阻剂应用效果、管道流态和减阻剂结构必须具备的三个条件,给出了提高减阻率或增输率的方法。分析了减阻剂对成品油品质的影响,提出了实现减阻增输和水力越站时应注意的事项。 主题词 成品油 管道 减阻剂 减阻 效果 分析 应用 一、前 言 近年来,我国的成品油管道建设取得了飞速发展,已建成的长距离成品油管道约7000km ,计有兰成渝管道(长为1247km )、乌兰管道(长为1842km )、珠三角(总长为2890km )以及西南管道等。“十一五”期间,我国预计新建成品油管道约10000km ,新增输油能力约8400×104t/a ,将逐渐形成成品油管道运输网络。因此,保障成品油管道安全、高效运行非常重要。减阻剂是一种超高分子量(>106)的单长链聚合物,在湍流液体管道中只需注入微量减阻剂,便可获得明显的减阻增输效果,经济效益可观。减阻剂减阻技术具有简便、安全、灵活和成本低的特点。油品管道应用减阻剂已有近30年的历史。1979年美国CONOCO 公司首次成功地在横贯阿拉斯加的原油管道上应用了减阻剂。1986年我国第一次在铁大线上进行了减阻剂应用现场试验,此后在多条管道上应用,减阻增输效果明显。但是,减阻剂在成品油管道上应用较少,至今仅在西南和兰成渝等管道上进行了现场试验。二、减阻剂应用效果分析 (1)降低新建管道的固定投资。由于减阻剂可在保持输量不变的条件下明显降低沿程摩擦阻力,因此在保证设计输量的前提下可以降低输油泵规 模,减小管径或壁厚。 (2)提高在役管道的输油量。在管段两端压差 不变的情况下,注入减阻剂可以提高输量。对于单 泵站输油管道,只需在出站口注入减阻剂;对于多泵 站输油管道,由于各站段的最大可行输量不同(由各 站段的最高出站压力和最低进站压力所决定),因此 存在最大可行输量最低的站段,称为“瓶颈段”,“瓶 颈段”的最大可行输量就是全线的最大可行输量。 若在“瓶颈段”注入减阻剂提高输量,则全线最大可 行输量也将得到提高。但此时又存在新的“瓶颈 段”,若想继续提高输量,则应在新的“瓶颈段”处注 入减阻剂。 (3)确保已腐蚀管道的安全运行。埋地管道受 周围土壤和管内油品中腐蚀性物质的影响,管壁内 外表面都会受到腐蚀,使管壁变薄,耐压能力下降。 注入减阻剂后,既可以维持原输量,又可使出站压力 明显降低,从而保障管道运行安全。 (4)避免在自然条件恶劣地区建泵站。长输管 道沿途会经过沙漠、沼泽、高山、严寒等自然条件恶 劣的地区。从交通、生产、安全和生活等方面考虑, 在这些地区应尽量不建或少建输油泵站。应用减阻 剂可以明显降低沿程摩阻,因而在输量和出站压力 不变的情况下能够延长站间距,并合理调整管道参 数,可以达到在某一区域不建或少建泵站的目的。 (5)满足油泵轮换维修和连续输油的需要。一 个输油站通常为多台油泵同时运行,应用减阻剂可 以减少运行泵的数量,增加备用泵数量,避免出现因 泵故障而停输的危险。 3511455,广东省广州市南沙区黄阁镇小虎大道小虎油库;电话:(020)39916188。 ?91?

多功能滑溜水减阻剂的制备及性能评价

第36卷第1期2019年3月25日 油田化学 Oilfield Chemistry Vol.36No.125Mar,2019 文章编号:1000-4092(2019)01-048-05 多功能滑溜水减阻剂的制备及性能评价 * 何 静1,王满学2,吴金桥1,王 敏1 (1.陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院,陕西西安710075;2.西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065) 摘要:为获得滑溜水压裂液优良的减阻性,以柴油为分散介质、失水山梨醇单油酸酯和聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯为复配乳化剂、过硫酸钾和偶氮二异丁腈为引发剂,以丙烯酰胺(AM )、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS )和α-十二烯(EA )为反应单体,采用反相乳液聚合的方法制备了滑溜水减阻剂DGSA-1。用红外光谱仪对合成产物的结构进行了表征。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数,对减阻剂制备条件进行了优选,研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。结果表明,在AM 、AMPS 、EA 3种物质摩尔比为1.1∶1∶0.1、引发剂用量占单体总质量的0.048%、复配乳化剂的HLB 值(表面活性剂的亲水亲油平衡值)为5.5、反应温度55℃、反应时间6h 的条件下制备的滑溜水减阻剂DGSA-1的减阻效果最佳。DGSA-1减阻剂具有分散溶解性好、抗盐、高效减阻和低表界面张力的特性。0.15%DGSA-1水溶液的黏度在2min 内达到最大,减阻率为73.2%,减阻性能优于国内外同类产品。图3表2参16 关键词:压裂液;滑溜水;减阻剂;反相乳液聚合中图分类号:TE357.1+2 文献标识码:A DOI:10.19346/https://www.sodocs.net/doc/8c15485125.html,ki.1000-4092.2019.01.010 * 收稿日期:2018-04-04;修回日期:2018-09-03。 基金项目:陕西省重点实验室建设课题“陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验减阻剂研究”(项目编号2016SZS-06)。 作者简介:何静(1988-),女,工程师,西安石油大学石油与天然气工程专业硕士(2015),从事油田压裂工作液优化和添加剂评价研发工 作,通讯地址:710075西安市雁塔区科技二路75号陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院分析实验中心,E-mail :Hejing88950095@https://www.sodocs.net/doc/8c15485125.html, 。 滑溜水压裂是开发页岩等非常规油气资源的一种有效增产措施。减阻剂是滑溜水的主要成分,其性质直接影响滑溜水压裂液的质量[1-2]。乳液型聚丙烯酰胺类高聚物是滑溜水压裂液中使用最为广泛的减阻剂之一,具有减阻效果好和加量低等优点[3-4]。魏娟明等[5-8]以丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料,采用反相乳液聚合法制备的减阻剂的减阻率达到65%以上。王娟娟等[9]以过硫酸铵为引发剂,用丙烯酰铵、丙烯酸与自制单体制得三元共聚白色胶乳状减阻剂,减阻剂加量为0.2%时的减阻率为70%。笔者利用反相乳液聚合方法,通过引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和非离子型复合乳化剂制得滑溜水减阻剂。通过测定减阻剂水溶液的特性黏数,对减阻剂制备条件进行了优选;研究了减阻剂的抗盐性、表面活性和减阻性。 1 实验部分 1.1 材料与仪器 丙烯酰胺(AM )、氢氧化钠(NaOH )、乙二胺四 乙酸(EDTA )、失水山梨醇单油酸酯(Span80)、聚氧化乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯(Tween60)、偶氮二异丁氰(AIBN )、过硫酸钾,均为化学纯,西安化学试剂厂;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS )、α-十二烯(EA ),工业级,山东宇田化工有限责任公司;助排剂YCZP-1(两性离子表面活性剂),延长丰源公司;柴油,延长石油炼化公司;国外减阻剂:聚丙烯酰胺类共聚物,固含量≥30%,相对分子质量895×104,乳液聚合物黏度(25℃)为732mPa ·s ;国内减阻剂:固含量≥30%,相对分子质量721×104,乳液聚合物黏度为920mPa ·s ,西安卡里油田技术有限公司。流

减阻剂在原油管道运行中的应用 戴超

减阻剂在原油管道运行中的应用戴超 摘要:在输油生产过程中,使用减阻剂可以有效的提升管道输送能力,是一种 常用的输送工艺。文章对原油管道添加减阻剂进行了现场实验分析,研究了减阻 剂添加后对管道运行的影响。通过对实验进行分析可以,减阻剂的使用可以有效 的提升管道输送能力,满足了炼化企业原油加工需求,提升了企业生产运行调节 和管理水平。 关键词:原油管道;减阻剂;增输 一、HG减阻剂现场试验 以A、B、C三处为试验对象,在原油管道进行了添加减阻剂运行的现场试验,并获得了完满成功。 ①确定减阻剂注入点。为确保减阻效果,减阻剂注入点应尽可能避开弯头、 阀门等节流设备,注入点后不应有可对减阻剂产生严重剪切的设备。因此,注入 点选择在输油泵后出站直管段。注入管线为DN57mm至DN15mm的变径管线。 ②对管线进行停输密闭开孔作业,安装高压阀门。 ③在添加HG减阻剂输送现场试验期间,分三个阶段实施,第一阶段是在仪征、和县、无为、怀宁四站满负荷运行,最大限度的提高输送能力,使进站压力 尽可能低,出站压力尽可能高,稳定后采集未加剂情况下的空白基础数据;第二 阶段,考察四站同时添加浓度为10mg/L情况下的减阻和增输效果;第三阶段, 考察四站同时添加浓度为15mg/L情况下的减阻和增输效果。 第一阶段:输送鲁宁油和进口油的比例为1:1.5,混油密为886kg/m3 当仪征--黄梅管段不加减阻剂时,全线最大输量稳定运行时,管线平均流量为3699m3/h。仪征干线的输量为7.86万吨/天,安庆支线的输量为1.36万吨/天, 九江支线的输量为1.35万吨/天,武汉支线的输量为1.98万吨/天,洪湖支线的输量为0.93万吨/天,长岭的输量为2.24万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为43.91 MPa,其中仪征---黄梅外管道的总压降为21.06MPa。 第二阶段:加入H(}减阻剂浓度为10mg/L运行后,全线最大输量稳定运行时, 管线平均流量为3954m3/h ,管线的实际增输率为6.89%。仪征干线的输量为8.41 万吨/天,安庆支线的输量为1.35万吨/天,九江支线的输量为1.31万吨/天,武 汉支线的输量为2.17万吨/天,洪湖支线的输量为0.97万吨/天,长岭的输量为 2.61万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为4 3.14MPa,其中加剂段仪征---黄梅 外管道的总压降为18.70MPa。 第三阶段:加入HG减阻剂浓度为15mg/L运行后,全线最大输量稳定运行时,管线平均流量为4033m3/h,管线的实际增输率为9.03%。仪征干线的输量为8.57 万吨/天,安庆支线的输量为1.34万吨/天,九江支线的输量为1.41万吨/天,武 汉支线的输量为2.20万吨/天,洪湖支线的输量为0.9 3万吨/天,长岭支线的输 量为2.69万吨/天。仪长线全线外管道的总压降为42.96MPa,其中加剂段仪征-- 黄梅外管道的总压降为18.87MPa。 二、管道运行数据分析 2.1增输效果分析 增输率计算公式: 对于添加减阻剂的同一管道而言,λ可以认为基本不变,L和d是一定的,这样沿程摩阻 损失h之和输量Q有关系,即h与Q的平力成正比。而对于在水力光滑区正常运行的管道,

减阻剂

减阻剂 (兰州输油气公司张家川维抢修队甘肃天水 745000) 摘要:用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂(drag reducing agent),简称DRA。减阻剂广泛应用于原­油和成品油管道输送,它是在特定地段提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。作者在《浅谈减阻剂》一文中介绍了减阻剂的发展历史、减阻机理、生产工艺、新动向及在国内外输油管道应用的实例;分析了在输油管道中应用减阻剂的优势。 关键词:流体减阻剂降耗聚合物 前言 流体的摩擦阻力限制了流体在管道中的流动,造成管道输量降低和能量消耗增加,而高聚物减阻法是在流体中注入少量的高分子聚合物,使之在紊流(速度、压强等流动要素随时间和空间作随机变化,质点轨迹曲折杂乱、互相混掺的流体运动。)状态下降低流动的阻力。 主体 一、减阻及减阻剂的发展历史 减阻的概念早在20世纪40年代就已经提出。20世纪初美国纽约的消防队员曾使用水溶性聚合物增加排水系统的流量。1948年Toms(汤姆斯)在第一届国际流变学会议上发表了第一篇有关减阻的论文,文章指出,以少量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于氯苯中,摩阻可降低约50%,因此,高聚物减阻又称为Toms(汤姆斯)效应。 20世纪60年代末,美国Conoco(康诺克)公司研制成CDR-101型减阻剂,1972年取得专利,1977~1979年间首次商业化应用于横贯阿啦斯加的原油管道的越站输送及提高输量方面,并取得巨大成功。1981年又研制成功CDR-102型减阻剂,比CDR-101型的性能成数倍地提高。20世纪80年代初,开展了成品油管道的减阻试验,用于汽油、煤油、柴油和NGL(液化天然气)、LPG(液化石油气)的减阻,到1984年正式在成品油管道上应用。70年代中期,美国Shellco(壳牌)公司和加拿大Shell Inc(壳牌)公司提出申请减阻剂专利。1983年,美国Atlantic Richfield co(大西洋富田)公司研制出Arcoflo(艾少芬)减阻剂产品,加入5ppm(百万分之)即可达到20%的减阻效果。 减阻聚合物的生产条件很难控制,国际上只有极少数公司垄断了这项技术,其代表是美国的Conoco(康诺克)公司和Baker Hughes(贝克休斯)公司,他们的产品基本上代表了目前世界上减阻剂生产工艺的最高水平和发展方向。

混凝土外加剂的减水率试验操作步骤

混凝土外加剂的减水率试验操作步骤 一、试验目的: 减水剂室指加入到混凝土混合料中以后,能够在保持混凝土工作性能相同的情况下,显著降低混凝土水灰比的减水剂,降低水灰比可以改善混凝土各方面的性能。通过测定混凝土减水剂的减水率,为混凝土配合比设计提供依据,以便制定合理的配合比。 减水率室指混凝土的坍落度在基本相同的条件下,掺用外加剂混凝土的用水量与不掺外加剂基准混凝土的用水量之差,与不掺外加剂基准混凝土用水量的比值。减水率检验仅在减水剂和引气剂中进行检验,它是区别高效型与普通型减水剂的主要技术指标之一。 二、试验原理 减水剂为表面活性剂,具有亲水和憎水两个基团,能够改变水与气体的表面张力和水与固体的界面张力。加入减水剂后,可以使水泥在拌合物中形成的絮凝结构分散,释放出里面包裹的游离水,从而降低混凝土拌合物达到工作性要求所需要的水灰比。 减水剂的减水率用掺减水剂混凝土和基准混凝土的单位用水量之差与基准混凝土单位用水量之比表示。减水剂按下式计算: 1000 10?-=m m m w R 式中:R w —减水率,%; 0m —基准混凝土单位用水量,3 /m kg ; 1m —掺外加剂混凝土单位用水量,3/m kg 。 三、仪器设备 60L 自落式混凝土搅拌机。 四、材料准备 (1)水泥 (2)砂:符合国家标准《建筑用砂》(GB/T14684-2001要求的细度模数为2.6-2.9的中砂)。 (3)石子:符合国家标准《建筑用卵石、碎石》(GB/T14684-2001粒径为4.75~19mm (方孔筛);采用二级配,其中4.75~9.5mm 占40%,9.5~19mm 占60%。如有争议,以卵石试验结果为准。 (4)水:符合《混凝土拌合用水标准》(JGJ63-1989)要求。 (5)外加剂:所检测的外加剂。 2、配合比 (1)基准混凝土配合比:按《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2001)进行设计。掺非引气剂型减水剂混凝土和基准混凝土的水泥、砂、石的比例不变。 (2)水泥用量:采用卵石时,(310±5)3/m kg ;采用碎石时,(330±5)3/m kg 。 (3)砂率:基准混凝土和掺减水剂混凝土的砂率均为36%~40%,但掺引气减水剂的混凝土砂率应比基准混凝土低1%~3%。 (4)减水剂掺量:按科研单位或生产厂推荐的掺量。 (5)用水量:应使混凝土坍落度达(80±10)mm 。 3、搅拌

缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢性能实验方案

缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢性能 实验方案 1、试验原理 1.1 极限碳酸盐碱度试验原理 补充水在循环过程中不断浓缩,在没有沉淀析出时,循环水的碱度(JD)应于 补充水的碱度(JD)成线性关系,即JD 循=K·JD 补 (K为浓缩倍数)。由于冷却水在浓 缩过程中,水中CO2不断逸去,pH不断上升,导致水中重碳酸盐的平衡破坏,CaCO3晶体从溶液中析出,即出现沉淀析出现象,JD循与JD补之间不再成线性关系,此时对应的JD 循 为极限碳酸盐碱度。 1.2缓蚀性能试验(旋转挂片试验测试腐蚀率) 参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行实验。 2、试验水样配置 2.1 水样配置 (1)分别取原水水样和软化水水样若干,然后配制原水:软化水=3:1(水样Ⅰa)水样约40L; (2)从配制好的水样Ⅰa中取2L水样放入2L烧杯中做空白; (3)取5.00克CN-101加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○1,取5.00克CN-101A加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○2; (4)准确量取25.0L水样Ⅰa于塑料桶中,然后量取试剂液○1○2各25.00ml,加入含有25.0L水样Ⅰa中,配制成含有缓蚀阻垢剂的水样Ⅱa(浓度为5ppm的CN-101和5ppm的CN-101A)备用。

(5)按照下表的分析项目进行分析检测 表1 原水:软水=3:1 取样日期:2016年8月16号分析日期:2016年8月号 3试验方法 (1)把水样Ⅱa和Ⅱb分别取2000 ml水样放入8个烧杯中并做好标识,然后一起放入45℃旋转挂片仪水浴槽中,设定转速约100转/分钟,自然蒸发至体积为原来体积的1/4-1/5,实验过程中需要取样分析试液中Ca2+、Cl-、PH、电导、Mg2+、总碱度。分析频率在水样浓缩至1/3(浓缩倍数约3倍)开始取样分析,至1/4(浓缩倍数约4倍)后,其中两个烧杯开始加大分析频率,至其ΔA值≥0.2可认为到达理论上的极限值,据此可计算出阻垢缓蚀剂的阻垢能力。并按记录表格填写记录,。 (2)试验应做空白对比试验(不加阻垢剂,其他条件相同)内测定ΔA值,注意观察烧杯中是否出现大量白色垢物。 (3)极限碳酸盐实验终点判断标准 ΔA=循环水Cl-/补充水Cl--循环水JD/补充水JD≥ 0.2 (4)浓缩至1/4(浓缩倍数约4倍)时,除了两个烧杯继续做极限碳酸盐实验外,把剩余的六个烧杯分成两组,把每组3个烧杯的浓缩液转移至1L烧杯中,参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》标准进行A3碳钢挂片实验。 (5)实验期间并通过补充纯水保持浓缩水样的浓缩倍数在5倍左右,一定的时间后(72h)将试片取出处理后,测其重量变化(精确至0.1mg),按下面的公式计算其腐蚀速率:腐蚀速率=87600·△W/(S·ρ·T)mm/a 式中:△W —试片的失重,g;

减阻剂技术介绍及其在成品油管道上的应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/8c15485125.html, 减阻剂技术介绍及其在成品油管道上的应用作者:何博 来源:《卷宗》2011年第08期 摘要:随着人类对石油产品需求的迅猛增加,输油管道成为石油企业争相抢夺的新型资源,如何在原有输油管道上提高输送量,也成为石油行业的重点研究方向。本文通过对减阻剂在华南公司的应作了简单分析研究,以期了解减阻剂在实际使用中的真实效果。 第一章技术介绍及优势 1.1 技术原理及优势 管道集输减阻技术的优点有:一是可增加管输流量。在不增加而外设施的情况下,可以提高管输流量,并可减轻输送过程中在特定区域出现的“瓶颈”效应。二是可减少资金投入。在维持输送流量不变的情况下,可以减少所需泵的数量。三是在不减少输送流量的前提下,可降低管道操作压力,提高管道运营的安全性。四是可减少能源消耗和操作成本。在高能耗或在高费用期间,使用减阻剂可以调节电能的消耗,明显降低泵站的运营费用,同时也可应对季节性或临时性输送产量变化的需求。 1.2 Baker Petrolite 管道集输减阻技术 FLO XL和FLO MX系列减阻剂 该系列是一种分散在邮寄不溶溶剂中的超高分子共聚物。该聚合物的诞生是科技上的一项突破,它能充分、迅速地溶解在原油中,不会在管壁上形成内涂层,也不会对所输送的原油品质产生不利的影响。该减阻剂在正常的管线流动中不会降解,但通过泵及具有高剪切区域时,其减阻的效果会大大降低,也就是说该减阻剂必须添加到输油泵后的出站管线上。目前浆型减阻剂同样适用于成品油。(注:华南公司在茂名站和高明站使用的正是FLO MX系列浆型减 阻剂。) 贝克休斯减阻剂的注入系统 贝克休斯公司注入系统为组合泵送撬式结构,具有自动型和手动型等多种规范,采用独特的泵及控制技术,如Maxi FLOW流体终端,特别设计FLOW注入系统,该系统易于操作和维护。 第二章中石化华南分公司减阻剂的使用情况及效果

阻垢剂性能评价试验

阻垢剂性能评价试验 一.实验目的 掌握碳酸钙沉积法评价水处理剂抑制碳酸钙析出的测定方法。 了解不同阻垢剂的阻垢性能。 了解阻垢剂的作用原理。 二.实验原理 以含有一定量的碳酸氢根和钙离子的配制水和阻垢剂制成试液。在加热条件下,促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙,达到平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度越大,则该阻垢剂的足够新能越好。 2HCO 3-+Ca 2+Ca(HCO 3)2 Ca(HCO 3)2 CaCO 3+H 2O +CO 2 三.实验药品与仪器 ①氢氧化钠溶液:200g/L 。 ②硼砂缓冲溶液:pH ≈9,称取 3.80g 十水四硼酸钠(Na 2B 4O 7.10H 2O)溶于水中并稀释到1L 。 ③乙二胺四乙酸二钠(EDTA)标准滴定溶液:c (EDTA)约为0.01mol/L 。 ④盐酸标准滴定溶液:c (HCl)约为0.1mol/L 。 ⑤钙-羧酸指示剂:称取0.2g 钙-羧酸指示剂与100g 氯化钾混合研磨均匀,储存于磨口瓶中。 ⑥溴甲酚绿-甲基红指示液。 ⑦水处理剂试样溶液:1.00mL 含有0.500mg 阻垢剂(以干基计)。 ⑧恒温水浴:温度可控制在(80±1)℃。 ⑨锥形瓶:500mL ,配有装了φ5~10mm ,长约300mm 玻璃管的胶塞。

⑩阻垢剂:HEDP 四.实验步骤 1.碳酸氢钠标准溶液配置与标定 ①碳酸氢钠标准溶液配置(1mL 约含18.3mg HCO 3-):称取25.2g 碳酸氢钠置于100mL 烧杯中,用水溶解,全部转移至1000mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,储存期30d 。 ②标定:移取5.00mL 碳酸氢钠标准溶液置于250mL 锥形瓶中,加水约50mL ,溴甲酚绿-甲基红指示液3~5滴,用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由浅蓝色变为紫色即为终点。 ③计算:以mg/mL 表示的碳酸氢根离子(HCO 3-)的浓度(X 1)按下式计算: 31110.06101061V c V c X V V ??== V 1——滴定中消耗的盐酸标准溶液体积,mL ; C ——盐酸标准滴定溶液的实际浓度,mol/L ; V ——所取碳酸氢钠标准溶液的体积,mL ; 0.0610——与1.00mL 盐酸标准溶液[c (HCl)=1.000mol/L]相当的以克表示的碳酸氢根离子(HCO 3-)的质量。 2.氯化钙标准溶液配置与标定 ①氯化钙标准溶液配置(1mL 约含6.0mg Ca 2+):称取16.7g 无水氯化钙置于100mL 烧杯中,用水溶解,全部转移至1000mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。 ②移取2.00mL 氯化钙标准溶液置于250mL 锥形瓶中,加约80mL 水、5mL 氢氧化钾溶液和约0.1g 钙羧酸指示剂,用乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色即为终点。 ③计算:以mg/mL 表示的钙离子(Ca 2+)的浓度(X 2)按下式计算: 32220.040081040.08V c V c X V V ??== V 2——滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的体积,mL ; c ——乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的实际浓度,mol/L ; V ——所取氯化钙标准溶液的体积,mL ; 0.04008——与1.00mL 乙二胺四乙酸二钠标准溶液[c (EDTA)=1.000mol/L]相当的以克表示的改离子(Ca 2+)的质量。 3.试样溶液的制备

原油减阻剂的研究概况

原油减阻剂的研究概况 宋昭峥 张雪君 葛际江(石油大学 山东省东营市 257062) 摘要 减阻剂是一种高分子聚合物的化 学制品,能减少液体在管道内流动的摩阻。 减阻剂的使用,对输油管道的增输、节能降 耗、提高经济效益和社会效益起到重要的作 用。减阻剂的研究热点仍是开发新产品及新 合成方法。通过改变单体种类、结构单元连 接方式、序列分布和单体组分组成,可以合 成品种众多的聚合物,为制备具有指定结构 和预期性能的高分子聚合物减阻剂提供了可 能性和可行性。 主题词 原油 降阻剂 聚合物长输管道 化学处理剂 合成 分子量 减阻剂是一种减少管道摩阻损失的化学制品,是高分子聚合物,属于碳氢化合物。40年代后期,催化剂与添加剂的研究取得了巨大的进展,为石油炼制工业提供了有利条件,使炼制成品收率大大提高,产品质量也有了极大的改进。接着添加剂又进入了油田,为油田开发做出了巨大的贡献。到70年代,减阻剂才开始逐渐进入管道工业。输油管道对铁路、公路、水路要有竞争力,采用的化学剂要求高效、低价,但减阻剂要在经济上可行,还需要做许多工作。1979年横贯阿拉斯加的原油管道成功地应用了高分子聚合物减阻剂,为减阻剂在输油工业上的应用打开了局面,使输油工艺出现了一个飞跃。 1.减阻剂的发展概况 20世纪30年代初,人们肯定了在液体中加入某些可溶添加物,有可能减少表面摩阻。1945~1946年,国外才正式开展减阻剂的研究。1948年, B1A1T oms首次发现高分子聚合物在紊流时的减阻现象,引起了化学界、物理学界、流体力学界和高分子学界的广泛注意。1949年,注册了第一个减阻剂专利。50年代发展了油田压裂技术,井场上使用某些高分子聚合物,如G uar胶稳定钻井泥浆,发现这些添加物质能使压裂过程中泵的功率有明显 下降。 Savins捕捉到这些现象的实际意义,命名此种现象为“减阻”。他定义“减阻”为“在流体中添加少量添加剂,流体可输性的增加”。大量的实验研究表明,不溶的固体纤维、可溶性的长链聚合物和缔合胶体均有一定的减阻效应。目前,已发现的减阻剂均为链状高分子聚合物。 60年代,减阻剂的研究已取得了很大的进展。由于经济、技术上的原因,减阻技术潜力没有得到充分的发挥。为了解决这些问题,某公司进行了大量的实验,所用的减阻剂为C DR。这个实验报告解决了大口径管道中间组的起点、剪切降解和管径加大后对减阻的影响问题,证明了减阻剂在技术上是可行的。1972年,C DR取得了专利,这是减阻剂进入管道的先声。1979年,美国C onoco生产C DR,开始在横贯阿拉斯加的原油管道连续使用,标志了减阻技术的成熟。自80年代以来,在世界范围内,海上、陆上有几百条输油管道都陆续使用了减阻剂。 我国在80年代中期也在原油管道上进行过加减阻剂的实验,取得了一定的效果。 2.减阻剂的化学合成 已知的减阻剂主要是烯烃的聚合物,聚异丁烯、丁烯与异戊二烯共聚物或其加氢聚合物、聚乙烯、乙烯与丙烯,或它们与其它烯的共聚物、丁二烯与异戊二烯或苯乙烯的共聚物等等。也试验了一些非烃聚合物,如聚硅氧烷、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯或其它烯羧酸酯、羧酸醚与醇的共聚物。但不论是何种聚合物,作为减阻剂,都要求有超高的分子量。减阻剂的分子量通常达二、三百万,甚至一千万以上。分子量越大,主链越长,减阻效果愈佳。减阻剂的分子链增长,有利于减阻,但降低了抗剪切能力,这一矛盾目前还没有找到最好的解决方法。 211 原料 很多化合物都可以用作减阻剂,但至今效果最 7  油气田地面工程(OG SE) 第19卷第6期(2000.11)

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