剪切作用对高凝油凝固特性的影响

热装 置系 统 的 了解 ，将 流量 这个扰 动 因素考 虑 到控
制 中 ，使 油气 电加热装 置 的控 制更加 准确 。
３ 结 语
横 坐 标 ：时 间／ ｉ ａ ｒｎ；纵坐 标 ：温 度 ／ ￣ Ｃ
通过 对 系统 进行 数学建 模 ，发 现被 加热 介质 的
密度是 随 温度变 化 的 ，而 密度 的大 小直 接影 响到加
图 ３ 没 有 考 虑 流 量 扰 动 因素 的 出 口温 度 仿 真 图
热器 的功率 ，密 度在 温度 升高 时减 小 ，这就 表示需 要 的功 率 下降 ，这 样 能够准 确 地确定 电加热器 的功 率 ，降低 了生产 成本 ；同时通 过仿 真实 验证 明 ，流
量 的变 化对 温度 的控 制质量 有 较大 的影 响 ，它是加 热 器 温 度 滞 后 的一 个 原 因 ，因此 系统 设 计 时需 要
ｒ ｎ的转 速进 行 搅 拌 剪切 ５ｍｉ ；③ 停 止搅 拌 ，将 ／ ｍｉ ｎ 品 ，分 别用 Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ表示 。 实验 测 得 ４ 油 样 烧杯 置 于室 温下 ，待其 凝 固 ，记 下所 用 的 时间 ；④ 个 的基 本 性 质 见 表 １ 。利 用 吸 附 色 谱 法 （ Ｓ Ｌ Ｃ）对 各 以不 同的搅 拌 时间 ｌ 、２ 、… 、６ ｉ 对油 样进 行 ０ ０ ０ｍ ｎ 油样 的蜡 、油 、胶 质及 沥青 质 含量 进行 测 定 ；采 用 搅拌 剪 切 ，重 复 ① ～③ 步骤 ；⑤ 对其 余 ３ 油样 重 组 Ｇ ／５ ０ ８ 测 定 油 样 凝 固点 ；反 常 点 与 析 蜡 点 为 ＢＴ ］ — ３ 复① ～④ 步骤 。 黏 温 曲线 上 对应 的 ２ 折点 。 个 ２ ２ 孔 板剪 切降 凝 实验 ． 实 验 仪 器 主 要 有 原 油 凝 固 点 测 定 仪 、恒 温 水 由 于 现 场 已有 的 高 凝 油 井 大 多 为 往 复 式 抽 油 浴 、Ｊ＿ 增 力 电 动搅 拌 器 （ 桨 式 ２ 叶 片 ） －１ Ｊ 平 枚 、量 井 ，针对 往 复式抽 油井 ，初 步设计 为 在抽 油杆 上 安 简 、射 流 剪切 器 （ 孑 、４ 、６ ） ２Ｌ 孔 孔 。 装 一种 射 流剪 切器 ，在 圆盘 上开孑 ，原油 高速 流过 Ｌ
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１０ — ８ ６２ １ ．． ８ ｏ： ． ９ｊｓ ． ６ ６ ９ ． １ ０ ｌ ９ ．ｓ ０ ０ ９ ０
高凝 油含蜡 量 高 ，凝 固点 高 ，在原 油从地 层流 降低 ，微 小蜡 品将 聚集 长大使 其 强度增 大 ，最后 导
到地 面过 程 中 ，原 油 的温度逐 渐降 低 ，当低 于析蜡 致原 油 凝 固 而失 去 流动 性 。高凝 油 井 因原 油凝 固 、
作 用对 高凝 油凝 固特性 的影 响 。
响 。实 验 步骤 为 ：①将 水 浴温 度调 至油 样 的凝 固 点 温 度 ，将 盛有 油样 Ａ的烧 杯 放入 水 浴 中预热 ，使 其
ｌ 实验 准 备
实 验 油样 取 自某 油 田不 同油 井 和 层位 的 ４ 样 个
温度达 到 凝 固点温 度 ；②仍 将 烧杯 置 于水 浴 中 ，保 持 水 浴 的温 度 ，使 用 Ｊ－ 增 力 电动 搅 拌器 ，以 １ ０ Ｉ１ Ｉ ０
切 作 用可 以使 高凝 油的凝 固温度 降低 ５～６。 Ｃ，凝 固时间延 长 ８ ｒｉ。随 着剪切速 率增 大 ，变 ～１ ｎ ７ａ 化 趋 势先 陡后 缓 ，逐步 达到稳 定状 态。旋 转 剪切 对 高凝 油的 降凝 效 果略优 于孔板 剪切 。
关 键词 ：高凝 油 ；降凝 ；旋 转剪 切 ；孔 板剪 切 ；温度 ；凝 固点
考虑 。
参 考文 献
［ 张洪济．传热学【 ］ １ 】 Ｍ ｌ北京 ：高等教育 出版社 ，１８ ． ９６
ｆ］ 世 铭 ． 传 热 学 ｆ ．北 京 ：高 等 教 育 出 版社 ， １８ ． ２扬 Ｍ１ ９７
横 坐标 ：时 间／ ｎ ｍｉ；纵 坐标 ：温 度 ／ 。 原油 中析 出 ，并逐渐 形成 网络 井筒 结蜡 等原 因导致 油 井不能 正 常生产 ，利 用高 凝
结构 ，变 为胶凝 态原 油 。这一转 变 过程 中原油 黏度
油在凝 固点 附 近 的剪 切稀 释效 应改 善高 凝油 的流 动
迅速增 加 ，流动 阻力 明显增 大 。当原油 温度继 续 性 ，分 别设 计适 用于 螺杆 泵抽 油井 的旋 转剪 切实 验 考虑流 量扰 动的 两个 系统进行 仿真 ｘ ￣ 。 Ｉ ， Ｌ 图３ 、图 ４ 别 为 没 有考 虑 流 量 扰动 因素 和 考 分 虑 流量 扰动 因素 的 出 口温度仿 真 罔 。 从 图 ３和 图 ４ 看 出 ， 图 ３的 出 口温 度 一 直在 可 上下 波动 ， 图 ４的 出 口温度 明显要 比 图 ３ 平稳 ｉ而 的
很 多 。可见 流量变 化 对 出 口温 度 的控 制 质量有 较大 影 响 ，因此 系统设 计 时需 要 考虑 。 ２ ５ 模 型 的作 用 ．
系 统 的 数 学 模 型 是 确 定 控 制 算 法 和 参 数 的依
据 ，它直 接关 系到 控制 系统 性能 指标 的好 坏 。通过
对 油气 电加热装 置 进行 数学 建模 ，加 深对 油气 电加
杨
军）
图 ４ 考 虑 流 量 扰 动 因素 的 出 口温 度 仿 真 图
１ ６
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油 气 田地 面 工程 （ ｔｐ／ ｗ ｈ ｔ ：／ ｗｗ． ｔ ｍｇ ．ｏｎ ｙ ｄ ｃｃ ｒ） ｑ
第 ３ 卷 第 ９ （０ １ ９ 试验 研 究） ０ 期 ２ １． ）（ ０ 和适用 于 往 复式抽 油 井 的孔板 剪 切实 验 ，研 究剪 切
（ ］ 卷第 ９
（０ １ ９ 试验 研 究） ２ １ ． ）（ ０
剪切作 用对高凝 油凝 固特性的影 响
张晓 雷光伦 姚 传 进 李 文 忠 孙 文 凯
中国石油 大学 （ 东 ）石油 工程学 院 华
摘要 ： 高凝 油井 因原 油凝 固 、井筒 结蜡 等 原 因导致 油 井 不能 正 常 生产 ，利 用高凝 油在 凝 固 点 附近 的 剪切 稀释 效应 改 善 高凝 油 的流 动性 ，分别 设计 适 用 于螺 杆 泵抽 油 井 的旋 转剪 切 实验 和 适 用 于往 复式抽 油 井的孔 板 剪切 实验 ，研 究剪切 作 用 对 高凝 油凝 固特 性 的影 响 。研 究表 明 ，剪