油品减阻剂减阻机理及其效果预测研究现状
全青;王寿喜;石营;王力;解谨;王小丹
【摘要】从减阻机理、减阻率预测和数值模拟3个方面介绍了目前主流的聚合物减阻机理、现场对减阻率预测存在的问题与难点和数值模拟减阻过程的短板,总结了减阻剂的研究现状与存在的问题,为实现减阻剂高效合理的利用指明了研究方向.【期刊名称】《化工机械》
【年(卷),期】2019(046)001
【总页数】5页(P16-20)
【关键词】输油管道;油品减阻剂;减阻机理;减阻率预测;数值模拟研究
【作者】全青;王寿喜;石营;王力;解谨;王小丹
【作者单位】西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ055.8+1
油品管输过程中添加高分子聚合物即减阻剂，可以明显降低管路系统摩阻、提高管道输送能力，具有广阔的市场应用前景和巨大的商业价值。但目前由于油品减阻剂减阻效果预测体系的缺失，使得减阻剂在输油管道现场的应用只能通过现场实验的方法来确定减阻剂的优选和添加浓度，而且减阻剂的选取和使用没有明确的规定，
仅通过实验装置进行实验研究来确定该减阻剂是否应用于达不到预期输量要求的管线中，这极大地限制了减阻剂在设计阶段的工艺优化、运行阶段的推广应用和管输系统的节能降耗。因此，笔者从减阻机理、减阻率预测和数值模拟3个方向全面探究油品减阻剂的研究进展，为后续减阻剂在输油管道中的合理、高效应用提供指导，使减阻剂在管输初期即起到节能减排的作用。
1 减阻机理
减阻剂依据合成方法可分为水溶性和油溶性两大类，其中油溶性的高分子聚合物减阻剂以其用量小、无污染等特点广泛应用在现场管输中。
1.1 高分子聚合物减阻剂减阻机理
对油品减阻剂减阻的研究始于20世纪80年代初，目前提出的减阻剂机理有：Toms伪塑性假说、Virk的有效滑移假说、粘弹性假说、湍流脉动抑制假说和湍流脉动解耦假说。其中湍流脉动抑
制假说着眼于湍流结构，从减阻现象的本质入手，明确了减阻剂改变了湍流流动的哪些方面，进而分析为什么会发生这种现象，因此得到了诸多学者的认可[1]。
湍流脉动抑制假说认为，高分子聚合物不仅抑制了湍流中漩涡的产生使得脉动强度减小，而且还抑制了轴向的湍流强度，从这两个方面使得湍流中的能量损失减少，从而达到减阻的目的。如图1所示，在湍流管道中加入减阻剂主要是改变了湍流流动结构中的过渡区和湍流核心区，降低了各个方向上的湍流强度，相应的雷诺应力减小，流体阻力减小。
图1 湍流减阻机理示意图
1.2 实验研究
减阻率的实验研究多数在室内利用平板或环道进行，主要借助粒子成像速度仪(Particle Imaging Velocimetry，PIV)和相位多普勒测速仪测量加入减阻剂前后速度场沿轴向和径向的分布变化，进而分析减阻剂的作用机理。
Virk P S等通过实验对高分子聚合物管流减阻特性进行了研究，并认为减阻率存在最大值，不同工况下的减阻率都接近于最大减阻率但达不到最大减阻率，即存在最大减阻渐近线(Maximum Drag Reduction Asymptote，MDRA)，且MDRA不
随聚合物浓度和管道直径的变化而变化[2,3]；此外，他们还认为减阻流体的平均
速度分布有3层：粘性底层、弹性底层和牛顿流体插入层，其中减阻剂作用区域
在弹性底层，且此区域与牛顿流体区的平均速度分布曲线是平行的(三层理论)。Warholic M D等也开展了聚合物减阻的实验研究，利用PIV测量了二维湍流流场内添加聚合物前后流体流动的变化，结果发现加入聚合物后流体的散热减少，且证实了Virk P S提出的最大渐近线的存在以及零雷诺剪切应力现象[4]。许鹏等利用
相位多普勒测速仪研究了低浓度表面活性剂减阻剂对流体流动性能的影响，结果发现当流体处于最大减阻状态时，其径向和轴向的速度脉动均明显小于牛顿流体中的径向和轴向的速度脉动，且径向和轴向的速度脉动相关性减弱[5]。王德忠等应用PIV和便携式激光测振仪研究了二维流场中减阻剂对湍流流体结构的影响，实验发现加入减阻剂后，近壁面处流体的漩涡波动消失，且近壁面处的速度分布曲线趋近于层流速度曲线，但不完全重合；此外，还发现减阻流体的摩擦系数随雷诺数的增大先减小后增大最后趋于纯溶剂值，其中最小值对应过渡区与湍流区的分界处[6]。Kawaguchi Y等利用粒子成像速度仪发现，在清水中很容易观察到壁面处强劲的
涡量脉动在减阻流体中消失了[7]。Li F C等利用PIV通过实验对比了加入表面活
性剂前后湍流流体内近壁面处涡流的频率和强度变化，发现表面活性剂的加入大幅降低了湍流流体中近壁面处涡流的频率和强度，相应的摩擦系数也降低了，即表现为湍流减阻现象[1]。
此外，还有许多学者利用环道实验装置对减阻剂特性和减阻规律进行了研究[8～14]，但是均没有提出减阻剂的性能指标，仅对特定减阻剂的性质和减阻效果进行
了实验研究，且并没有达成统一的标准。因此，针对未来减阻剂的选取和节能减排
的要求，需要提出一套能满足管输中减阻剂选取的性能指标，并基于此指标，简化减阻剂的选取过程，为减阻剂在管输系统中的应用提供便利。
2 减阻率预测
目前，针对减阻剂减阻效果的预测主要是包含减阻剂浓度参数的减阻率预测公式，且均为经验公式，其中的参数需要通过现场实验或室内实验进行模拟确定。
最早、最广泛应用的减阻率预测公式是关于减阻率DR和减阻剂添加浓度ppm的导数方程，其基本形式为：
(1)
式(1)仅考虑了减阻剂添加浓度，将流动等其他因素的影响均归于常数项A、B，且不同工况需要拟定的常数项不同。
1971年，Lescarboura J等在式(1)的基础上引入了速度项[15]：
(2)
其中，u为流速。从式(2)可以看出，只有当速度达到一定值时，减阻剂才能起到
减阻的作用，即存在“启动流速”。但是针对不同减阻剂和不同工况，式(2)也需
要重新确定常数项。
1985年，Motier J F和Prilutski D J基于Virk P S提出的最大减阻渐近线理论，将最大减阻率DRm引入到减阻率预测公式中，形式如下[16]：
(3)
同年，Lester C B将减阻率预测的导数方程(式(1))进行了级数展开，形式如下[17]：
(4)
式(3)、(4)中的C～H均为经验常数，经验常数一旦确定后，便可用于预测该减阻
剂在该实验管段内不同添加浓度条件下的减阻率。但是针对不同减阻剂在不同工况下的运行情况，需要根据减阻剂种类和管径重新进行实验以确定各常数项的值。1991年，李相怡和翁永基通过现场实验数据验证，将减阻率DR和减阻剂浓度ppm的关系变更为非导数形式的预测公式的预测值[18]：
DR=I[1-exp(-J·ppm)]
(5)
其中，I、J为经验常数。同时也发现减阻率DR和雷诺数Re之间也存在类似关系，即：
DR=I′[1-exp(-J′·Re)]
(6)
其中，I′、J′为经验常数。结合式(5)、(6)，可以得到同时包含减阻剂浓度ppm和Re的减阻率预测公式：
DR=K1[1-exp(-K2·Re)][1-exp(-K3·ppm)]
(7)
其中，K1、K2、K3均为经验常数，需要通过实验确定，且不同管径下经验常数取值不同。此形式的预测方程也为经验公式，但其物理含义更加丰富，当雷诺数Re
一定时，随着减阻剂添加浓度ppm的不断增加减阻率DR不断增大，且趋近于
K1[1-exp(-K2·Re)]，即存在最大减阻率DRm；此外，当减阻剂添加浓度ppm一定、流体速度或雷诺数较低时，[1-exp(-K2·Re)]几乎接近于0，减阻效果也接近
于无，这就解释了为什么减阻剂只能在湍流区内起到减阻的作用，也可以解释现场实验中出现的“减阻作用的启动速度”现象。
以上各公式均可预测一定条件下的减阻率，但前提是各经验常数必须是预测管线上确定的，这在一定程度上给减阻率预测公式的应用设置了障碍，也限制了减阻剂的
推广。在后续减阻剂研究中，需要提出一种包含减阻剂特性和管流特性的减阻率预测方程，以实现不同工况下减阻率的预测，使得减阻剂高效、节能的使用。
3 数值模拟
对减阻流体进行研究的一个重要目的是揭示减阻机理。大量的实验研究，尤其是对湍流流场的测量和湍流统计特性的分析，一方面是对各种减阻机理假说进行验证，另一方面则为深入解释减阻机理提供了新的依据。然而受限于测量手段，减阻流体内单元体的相互作用无法直接观测，而根据湍流场宏观统计特性的改变去描述上述作用过程和添加剂本身的物理属性都是一种间接的方法。因此，根据减阻机理假说建立相关的物理模型，再进行数值计算是除了实验研究以外另一种常用的研究手段。由于最早被广泛研究的减阻添加剂是高分子聚合物，因此目前主要参照高分子聚合物及其流变参数来描述减阻流体的数学模型并对参数进行拟合。
Gorodtsov V A和Leonov A I采用振动粘性底层模型来描述粘弹性流体的壁面湍流结构，结果发现高分子聚合物改变了湍流流体中近壁面处的流动结构[19]。Toonder J M J D等通过直接模拟方法采用简化的高聚物拉伸准则仅增加了当地
粘度，结果发现仅增加外层有效粘度的高聚物不足以通过改变湍流结构来产生明显的减阻效果[20]。此外，Den T J等还分别采用拉伸粘度模型、粘性各向异性模型和粘弹性模型对聚合物减阻流体在管道中的流动进行了直接数值模拟，提出聚合物减阻流体的关键参数由聚合物诱导的粘性各向异性应力所决定[21]。Dimitropoulos C D等采用有限拉伸非线性弹性模型和Giesekus粘弹性模型直接模拟了二维湍流流场中充分发展的粘弹性流体，结果表明由于高分子聚合物分子长链的拉伸使得流体拉伸粘度增大，从而减弱了径向速度的扰动强度，加强了轴向的流动即产生减阻现象[22]。Cruz D O A和Pinho F T在雷诺数k-ε模型的基础上
引入了新的非线性分子粘度衰减函数来描述动量方程中的新应力项，发现管流中出现了扩大减阻的现象[23]。Ptasinski P K等采用拟谱方法研究了高雷诺数下的高
浓度聚合物湍流流动，并首次观察到了高减阻区域，且计算结果与实验结果一致[24]。Rudman M等采用广义牛顿流体的流变模型直接模拟了圆管过渡流和湍流流动，结果发现，流体偏离牛顿流体流动特性的程度与幂律流体指数成反比，且摩擦系数的降低是由聚合物长链分子对近壁面处径向扰动的减弱和轴向能量的增强引起的[25]。
综上所述，目前关于减阻流体数值模拟的研究已经有许多，包括数学模型、直接数值计算、减阻流体流变特征的测量和拟合，在减阻模拟效果、流场特征分析模型适用性和减阻机理方面获得了许多有价值的研究成果。但从目前的减阻流体模拟结果可以看出，同实验结果相比还是有许多差异，而且数值计算不仅受限于采用的数学模型，还受限于数值计算方法和参数的设置，因此经常会得出矛盾的分析结果，这也造成了众多研究成果的观点并不统一，且没有实现减阻效果的预测，这就使得减阻剂的使用比较被动。
4 结论
4.1 目前高分子聚合物减阻剂的减阻机理以湍流减阻为主，其中比较被大众认可的是湍流脉动抑制假说，即减阻剂不仅减弱了湍流脉动的强度，同时也改变了湍流结构。
4.2 目前并没有提出减阻剂的性能指标，仅对特定减阻剂的性质和减阻效果进行了实验研究，因此，未来需要提出一套能满足管输中减阻剂选取的性能指标，基于此指标，简化减阻剂的选取过程，为减阻剂在管输系统中的应用提供便利。
4.3 不管是减阻率的预测还是减阻的数值模拟研究均没有实现减阻剂的高效应用，无法对未使用过减阻剂的管道减阻效果进行提前预测，限制了减阻剂的推广应用。针对未来减阻剂的选取和节能减排的要求，必须从流体湍流结构、减阻剂在湍流中的运动特征分析入手提出减阻率的计算方程，明确各参数的计算方法，实现减阻剂的高效、节能应用。
参考文献
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页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究 页岩气是指储存在页岩中天然气，而页岩储层压裂技术是目前开采页岩气的主要方式之一。由于页岩储层矿物质组成复杂，存储天然气密度高等特点，导致压裂难度较大，需要在压裂过程中添加一定的减阻剂以便提高压裂液的渗透性和流动性，最终实现提高天然气产量和经济效益。 减阻剂是压裂液中的一种特殊添加剂，充分利用其高分子多糖的高黏度优势，增加液体粘度，防止压裂液在压力作用下提前流入有裂缝分支的岩层孔隙中，从而减少其流失到非压裂目标层并维持压裂效应。但减阻剂的具体机理仍未得到完全的解释，研究其机理将对优化压裂技术和提高天然气产出率起到重要作用。 减阻剂能够在压裂液中起到的主要作用有：液体黏度的增加、分散压裂液颗粒物和抑制垂直井壁滑脱现象。其中，黏度增加是最重要的机理之一。减阻剂中的高分子多糖和压裂液中的其他添加剂经由化学反应将其产生的微泡聚合，使液相粘度增大，从而减少粘性降低所带来的阻力，塑性剪切不平滑效应也随之发生减小。减小的阻力和胶结性提高了压裂液的渗透性和流动性，有利于压裂液在井壁缝隙中弥散、扩散和渗透，增大液相分布范围，形成更多、更稳定的裂缝结构，最终提高天然气产量。 分散压裂液颗粒物也是减阻剂起到的重要作用。压裂液中的水和颗粒物成分会在压力作用下向裂缝发展方向流动，会导致压裂片断或断裂。减阻剂能够通过防止压裂液在深度方向上流动
而减少悬挂的颗粒物，从而避免不同层位上物质的界面引起的剪切应力，减轻液流速度对裂缝的破坏作用，从而减少因颗粒物悬浮而形成的流体阻力，最终提高压裂液在岩石中渗透的动态性，增加页岩储层的效率。 抑制井壁滑脱现象是减阻剂起到的另一个机理。压裂液在井壁接触处的落差和方向变化会产生切割作用和摩擦作用，导致井壁和裂缝的摩擦系数较高，从而影响压裂液渗透的效果，造成压裂效果不佳。减阻剂通过增加液体粘度，降低入井速率，减少井壁上的切割作用和摩擦作用，从而防止井壁滑落，减小井壁与岩石之间的相对速度，最终减少在井壁和没有被加压的天然气层中的切割、摩擦和其他机械应力的效应。 总之，减阻剂作为页岩储层压裂过程中的一种特殊添加剂，主要通过增加压裂液的黏性和液体分散性，抑制岩层中井壁的滑落现象来增强压裂效果，最终起到增加天然气产出率的目的。虽然其具体机理有待于进一步深入探究，但减阻剂在压裂技术过程中的应用已经成为了改进页岩气开采技术和优化产业链的重要手段。在具体的实际压裂应用中，减阻剂的使用需要根据不同的页岩气储层特征和地质条件进行调整和优化。一般而言，所选用的减阻剂要具备高胶带和大分子量的特点，以便在压裂液中形成可逆胶团，提高压裂液的黏度和挂载能力。在日常应用过程中，还需要注意其浓度和添加量的掌控，以避免出现过度添加而导致压力波消退和压裂液粘度过高的不良影响。此外，减阻剂不同的组分和成分也会对其性能和工作原理产生一定的影响和变化，需要做好充分的测试和实验以确定最优的配方和添加方案。
浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用 在原油和成品油管道中添加减阻剂，是输油系统降低管道能力消耗，提升特定地段管道流通能力的重要措施之一。文章介绍了减阻剂的减阻机理，并通过国外输油管道应用实例阐述了减阻剂在输油管道中减阻和增输的用途，分析了在输油管道上应用减阻剂的优势。 标签：减阻剂；输油管道；减阻；增输 引言 流体在管道中流动与管壁产生摩擦阻力，导致系统能量消耗，降低管道输送量。通过在输送的流体中添加高分子聚合物，在紊流状态下减小流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。用于降低流体流动阻力的高聚物化合物称为减阻剂（drag reducing agent），简称DRA。减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成，在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥着重要作用。 1 减阻剂的减阻机理 减阻剂通过改变管道中流体的流动状态，具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用。减阻作用只是单纯的物理作用，减阻剂不与油品物质发生化学反应，所以不影响油品的化学性质，只对其流动特性产生影响。 减阻剂进入流体中后，由于其具有粘弹性，分子链沿流体流向方向自然伸展，从而对流体分子的运动产生影响。减阻剂分子受到流体分子径向作用力，发生扭曲变形的同时，因其分子间引力而对流体分子产生反作用力。受到该反作用力的影响，流体分子作用力方向和大小发生改变，一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力，无用功的消耗降低，宏观上起到减少摩阻损失的作用。 2 输油管道应用减阻剂后的减阻与增输 2.1 减阻剂减阻与增输的含义 在管道输油过程中加入减阻剂，产生的影响有两个方面：（1）降低能量损耗。在原定输量一定的情况下，流体摩擦阻力降低，减少管道沿程压力损失，输送泵能耗降低，不仅节约了能量，还可以改换成扬程较低的泵输油。（2）增加输送量。在原定压力一定的情况下，流体摩擦阻力降低，从而使得管道输送量得以增加。一般情况下，在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。 2.2 输油管道应用的减阻剂 2.2.1 减阻剂的组成
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。
石油运输减阻剂聚合物 管道运输位居公路、铁路、海运和航空运输之后，被称为第五大运输行业。作为连接油气资源与市场的桥梁和纽带，管道运输以其高效率、低成本和安全可靠的优势越来越显出其旺盛的生命力，在国民经济中发挥着重要的作用。世界各地生产的绝大多数石油和天然气是用管道运输的。在诸多的运输方式中，管道运输具有建设速度快、投资省、占地少、能耗低、不污染环境、受地理及气象条件限制少等优点，因此，管道无疑是石油及其产品最优越的运输方式。从规模上看，自1865年美国建成世界上的第一条输油管道至今，管道运输业己有近140年的历史。目前，全球已建成管道约230×104km，管道总长度已经超过了世界铁路总里程，成为能源运输的主要方式[l]。至2003年底，我国油气管道累计长度4.59×104 krn，（45865）管道长度居世界第六位[2l。但是，管道运输也存在着严重的缺点，即弹性输量远较其他运输方式低。由于在石油勘探过程中，精确预测石油的储量是一件十分困难的事，而且油田的发展前景总还存在一些不确定因素。即的储量，油田也还有开发期、盛产期和递减期，并且各地对石油产品的需求也因经济的发展和自身的更新换代而有所变化，这些都要求管道输量具有一定的弹性。另外，诸如管线老化造成耐压使将来有能力准确测定油田性能降低、并联管线之一发生事故需要检修而输量还需保证时，都需要管线对输量有一定的调节能力。随着石油工业的迅猛发展，原油及各种成品油的管道输送量日益增加，原有管道的输送能力己不能满足要求，而新建管线需要大量的资金和时间。我国现有原油绝大多数都需要管道运输，而且我国原油多属高含蜡、高粘度的重质原油，原有管输工艺能源消耗多。因此，寻求新的输送工艺，开辟新的高效、低耗输油途径，已成为迫切需要解决的问题。解决上述问题的最好方法是使用减阻剂[3]。所谓减阻剂，是指能减少液体流动摩阻、增加输量的化学添加剂[4]。利用减阻剂降低管路的摩擦阻力，提高输送量，对节约能源和投资，加速原油的开发利用及成品油的输送，具有重要意义。 1 减阻及减阻剂概述 减阻的概念早在20世纪40年代就已经提出。1948年Toms在第一届国际流变学会议上发表的文章指出，以少量的聚甲基丙烯酸甲酷(PMMA)溶于氯苯中，摩擦阻力可降低约50%。因此，高聚物减阻又称为Toms效应[5][6]。1963年Savins 首先给减阻下了明确的定义，“减阻”为“在流体中加入少量添加齐引后能量损失减小、输送量增加的现象”[7]，并预测了其应用前景[8]。 由于摩擦压降(或摩擦阻力)限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低或能量消耗增加。而在流体中注入少量的高分子聚合物，能在紊流状态下降低流动阻力，这种做法称为高聚物减阻。用于降低流体流动阻力的化学剂称为减阻剂
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
油品减阻剂减阻机理及其效果预测研究现状 全青;王寿喜;石营;王力;解谨;王小丹 【摘要】从减阻机理、减阻率预测和数值模拟3个方面介绍了目前主流的聚合物减阻机理、现场对减阻率预测存在的问题与难点和数值模拟减阻过程的短板,总结了减阻剂的研究现状与存在的问题,为实现减阻剂高效合理的利用指明了研究方向.【期刊名称】《化工机械》 【年(卷),期】2019(046)001 【总页数】5页(P16-20) 【关键词】输油管道;油品减阻剂;减阻机理;减阻率预测;数值模拟研究 【作者】全青;王寿喜;石营;王力;解谨;王小丹 【作者单位】西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院;西安石油大学石油工程学院 【正文语种】中文 【中图分类】TQ055.8+1 油品管输过程中添加高分子聚合物即减阻剂，可以明显降低管路系统摩阻、提高管道输送能力，具有广阔的市场应用前景和巨大的商业价值。但目前由于油品减阻剂减阻效果预测体系的缺失，使得减阻剂在输油管道现场的应用只能通过现场实验的方法来确定减阻剂的优选和添加浓度，而且减阻剂的选取和使用没有明确的规定，
仅通过实验装置进行实验研究来确定该减阻剂是否应用于达不到预期输量要求的管线中，这极大地限制了减阻剂在设计阶段的工艺优化、运行阶段的推广应用和管输系统的节能降耗。因此，笔者从减阻机理、减阻率预测和数值模拟3个方向全面探究油品减阻剂的研究进展，为后续减阻剂在输油管道中的合理、高效应用提供指导，使减阻剂在管输初期即起到节能减排的作用。 1 减阻机理 减阻剂依据合成方法可分为水溶性和油溶性两大类，其中油溶性的高分子聚合物减阻剂以其用量小、无污染等特点广泛应用在现场管输中。 1.1 高分子聚合物减阻剂减阻机理 对油品减阻剂减阻的研究始于20世纪80年代初，目前提出的减阻剂机理有：Toms伪塑性假说、Virk的有效滑移假说、粘弹性假说、湍流脉动抑制假说和湍流脉动解耦假说。其中湍流脉动抑 制假说着眼于湍流结构，从减阻现象的本质入手，明确了减阻剂改变了湍流流动的哪些方面，进而分析为什么会发生这种现象，因此得到了诸多学者的认可[1]。 湍流脉动抑制假说认为，高分子聚合物不仅抑制了湍流中漩涡的产生使得脉动强度减小，而且还抑制了轴向的湍流强度，从这两个方面使得湍流中的能量损失减少，从而达到减阻的目的。如图1所示，在湍流管道中加入减阻剂主要是改变了湍流流动结构中的过渡区和湍流核心区，降低了各个方向上的湍流强度，相应的雷诺应力减小，流体阻力减小。 图1 湍流减阻机理示意图 1.2 实验研究 减阻率的实验研究多数在室内利用平板或环道进行，主要借助粒子成像速度仪(Particle Imaging Velocimetry，PIV)和相位多普勒测速仪测量加入减阻剂前后速度场沿轴向和径向的分布变化，进而分析减阻剂的作用机理。
长输管道的节能与减阻剂的应用 摘要：目前，油气输送主要以管道运输为主，在石油天然气工业中发挥着越来越重要的作用。然而，油气在管道输送过程中会产生极大能耗，为了实现油田节能降耗，研究和推广油气田管道节能技术，成为油田节能降耗目标实现的必然趋势。本文对输油气管道耗能研究领域，采用的节能技术，并对减阻剂方向进行了研究与分析。 关键词：油气长输管道；节能；减阻剂 一油气管道输送分类 1. a. 原油输送技术 我国管输原油多为高蜡、高粘、易凝原油，在输油方式上，经过多年的技术攻关、改造取得了一些成果：如易凝高粘原油添加降凝剂改性输送技术已达到国际先进水平、库鄯输油管道476km不加热常温输送达到了国际先进水平、东北管网经过不断的更新改造等等。其管输和储存过程有其特殊的流变特性，采用新工艺改善原油低温流变性，降低输油温度，实现原油的常温输送，提高输油效率，降低输油成本，将是我国油气储运领域长期科技攻关的方向。 1.2 天然气输送技术 目前，世界已经建成了许多国际、洲际和全国性的大型供气系统。大型供气系统的建设促进了管道技术的发展，可以通过提高管道监控系统和计算机网络管理系统的自动化水平，严格控制进入管道的天然气质量，提高动力装置机组功率和机组监控技术，采用不同的储气方式满足调峰需求。我国在大型天然气管道系统的运行管理和维护方面缺少经验、天然气干线管道分布零散、用于大城市调峰型供气的地下储气库极少、管道内涂层技术方面尚处于起步阶段，虽取得了一些成果，但在技术水平和应用范围上还需要进行深入的探索与研究。
1.3成品油输送技术 我国成品油输送主要依靠铁路和水运，且形成了以铁路沿线为主要骨架的成 品油运销系统，干线成品油管道仅有几条，基本是炼油厂到港口或油库的点对点 输送方式。在具有多个进油点、发油点、输送多品种、多牌号的商用成品油管道 方面，目前尚属空白。成品油管道，还有一些技术、经济、管理方面的问题需要 解决。 1. 节能技术研究 2.1输送工艺节能技术 原油降凝剂在馏分油降凝剂的基础上发展起来，通过加入很少量的降凝剂， 可改善油品中石蜡的结晶状态从而降低原油的凝点、黏度下降 30% ～ 80%，进 而有效改善原油的流动性。该技术对于满输原油管道，可以实现首站一次加剂处理、沿途不再设加热站的准常温输送工艺。近年来，降凝剂的复配研究取得了较 大进展。 2.2运行设备节能技术 加热炉是热输原油管道的主要耗能设备，随着近年大力开展燃烧节能新技术、尤其是新型高效燃烧器、余热回收装置等技术的研究，大大提高了加热炉的效率。近年来，输油泵采用变频调速技术，并在新旧管线上推广应用，取得了很好的节 能效果。换热设备使用，如鞍钢给水厂高炉洗涤塔循环水管系统的应用，有显著 防垢效果，垢厚度由5mm降到1.5 mm。超声波除垢在重油催化裂化油浆换热设备中，也获得了良好的应用效果。 2.3 新能源节能技术 近年来，新能源( 如太阳能等) 的开发和利用逐渐受到重视，如大港油田针 对油田单井中存在的问题，提出了太阳能与热泵技术相结合为油田单井输油管线 及储油罐加温的方案，解决了储油罐全天候供热问题，能够保证管道和储油罐内 油温达到50℃以上，月节省电费0.9万元，节电率达到60%，节能降耗显著。
长输管道减阻技术研究 [摘要]我国油气资源非常丰富，在国家经济建设的进程中，对油气资源的需求量是非常大的。经济和科技的快速发展导致能源需求量不断增加，与此同时能源需求地距离油田开采地越来越远使得管道不断向长距离、大管径方向发展。在发展的同时我们也面临着随之而来的问题，石油作为粘性液体，在运输过程中会在管道内壁产生堆积，运输阻力由此增大，能源消耗随之增多，而运输效率也将大大增加。本文就长输管道阻力产生的原因进行了介绍，对目前常用的减阻方法进行了阐述，并对减阻剂作用机理进行了分析，且对不足进行了未来展望。 [关键词]长输管道；油气运输；管道阻力；减阻剂 1 绪论 1.1选题背景 中国从20世纪末以来，在新的科技革命迅速发展的带动下，全球经济日趋一体化，中国的能源结构逐渐由已煤炭为主，转变成了以石油、天然气为主。在我国第十二个五年计划期间，管道业务进展神速，管道铺设到全国各地，能源消耗总量也随之增加。 与其他方式相比，管道在远距离输送时有输量大、性价比高、适应性强、安全高效等优点，常用于天然气的运输。但是还是有不少缺陷，如： （1）承压能力差。管道不同于地层，管道抗压能力差的同时还有着脆弱的连接点，天然气输送量必须小于设计限制。若超过压力设计范围，不但管道会由于能耗过高而变得低效，还会出现危险事故； （2）远距离输送油品时，需要建造增压站。由于地理因素和管道输送存在摩擦阻力，在输送过程中是存在沿程压降低和能量损失，因此，需要建立增压站进行加压，以保证足够的输送压降，增加了输送成本；
（3）受温度影响较大。由于热胀冷缩原理，一些温差较大的地区对油品的输量有着季节性要求，或者增加管道保温层以及增加埋深； （4）管道流体性质复杂。会出现如管道生锈腐蚀、冻堵等安全问题。 1.2国内外研究现状 迄今为止，经过学者们的潜心研究，发明了不少解决长输气管道节能的技术手段。其中有效且经济效益较高的技术手段有两种，分别是研究使用高效科技的工艺技术和减小输送阻力。 （一）工艺技术方面 减少长输管道能源消耗的方式分两种，一是通过改变科学技术或设施设备的参数和设计直接减少能源消耗，这种方式减少的能源消耗被称为直接能耗；除此之外即为间接能耗。在工程实际中，直接能耗没有可能被完全减小至消失不见。 （二）减小阻力方面 在减小管道输送阻力方面，现代国际上的工业工程中采用的普适性方法是内涂层法。这种方法也被称为管道内壁应用涂层技术，即通过添加内涂层，降低管道内部表面粗糙度，直接减小流动摩阻；同时使管内介质的流动趋向于稳定，提高管内介质输送効率。 （三）减阻剂技术现状 虽然减阻剂减阻技术是目前进行的减阻技术中是经济效益最高、最有效的方式，具有优异的技术效果和经济优势的管道内涂层技术被广泛用于降低管道的阻力和增加产量。但是，在如今的输气管道的建设中，降低内壁阻力的技术局限性越来越大。此外，由于减阻剂独特的优势，它已经成为了天然气运输领域关于减阻技术的最新研究热点。 1.3研究目的和意义
钻井液减阻剂性能优化研究 随着石油勘探开采技术的不断发展，钻井液在石油工业中的作用日益重要。钻 井液的减阻剂是其中的关键组成部分，其主要作用是降低钻井管与岩石之间的摩擦力，减小钻井过程中的能量损失，提高钻井速度和效率。因此，钻井液减阻剂的性能优化研究一直是石油行业的研究热点和难点。 一、钻井液减阻剂的作用原理 钻井液减阻剂的作用原理主要涉及到润滑和流变学两个方面。润滑学原理认为，减阻剂与岩石表面形成极薄的润滑层，从而降低两者之间的摩擦力。而流变学原理则认为，减阻剂可以改变钻井液的流变性质，使其具有更佳的流动性和流变性能。这两个方面紧密结合，共同发挥钻井液减阻剂的作用。 二、钻井液减阻剂的性能指标 除了上述作用原理之外，还有一些性能指标是评价钻井液减阻剂是否合格的关 键因素。 首先是温度稳定性。钻井液会面临极端温度变化，而减阻剂的稳定性能会与钻 井液的性能密切相关，因此温度稳定性是考察减阻剂性能的一个重要指标。 其次是抗压强度。当钻头进入石头裂隙时，会面临极大的压力，而减阻剂的抗 压强度越高，意味着它可以更好地降低测量误差和防止工作过程中的事故事态发生。 最后，还需考虑减阻剂含量。过高或过低的减阻剂含量都会影响钻井液的性能，从而降低钻井效率。因此，钻井液减阻剂的合理含量也是性能优化的重要方面。 三、钻井液减阻剂性能优化研究方法 1.实验方法
实验是评价钻井液减阻剂性能的重要方法之一。实验方法多种多样，包括动态 减阻实验、静态减阻实验、温度稳定性实验等。实验可以通过定量分析和对比分析，评估减阻剂的性能指标，并提供实验数据来指导钻井实践。 2.计算模型方法 另一种方法是计算模型分析，其中最常用的就是分子模拟法，根据减阻剂的物 理化学性质，计算其与岩石之间的相互作用力。这种方法精度高、成本低，并意味着可以减少实验的个数，提高研究效率。 3.现场实践方法 除了实验和计算模型方法，还有一种方法是依靠钻井实践中获取的数据，组织 现场试验来优化减阻剂的性能。与两种方法相比，这种方法更加贴近实际应用，也更能反映钻井实践的复杂性。 四、相关技术研究和应用 近年来，随着技术的发展，各种新型减阻剂得到了应用，并带来一些新的研究 方向。 例如，一些研究者提出了利用超分子化学来开发新型减阻剂，通过超分子相互 作用来实现减阻效果。其研究成果显示，这种新型减阻剂的效果和稳定性都得到了显著提升。 另外，还有一些研究者通过结合回收利用和减阻技术来优化钻井液，以期实现 更加环保和节能的钻井模式。这些探索和应用，为钻井液减阻剂性能的优化提供了新思路和新方向。 综上所述，钻井液减阻剂性能优化一直是石油行业的重要研究领域。通过实验、计算模型和现场试验等方法，评估减阻剂的性能指标并优化，可以显著提高钻井效率和安全性，推动石油勘探开采技术向更高水平迈进。
压裂减阻剂综合应用测算评分 1.引言 1.1 概述 概述 压裂减阻剂综合应用测算评分是针对压裂作业中使用的减阻剂进行综合评价的一种方法。在油气井生产过程中，由于地层中的渗透能力、孔隙度等不同，存在一定的阻力，影响了油气的产出速度。为了提高井筒的渗透性，减小阻力，我们需要使用压裂技术进行处理。 压裂技术是一种通过注入高压液体将岩层破碎，增加油气的流动通道的方法。而压裂减阻剂则是在这个过程中加入的一种特殊的物质。它能够降低油气在地层渗透时的摩擦和阻力，提高油气的产出速度和效率。 本文的目的是通过综合应用测算评分的方法，对压裂减阻剂的使用效果进行评估和比较。通过这种方法，我们可以客观地了解不同压裂减阻剂的特点和作用，为选取合适的减阻剂提供依据。 在本文的后续章节中，我们将首先对压裂技术进行概述，包括其基本原理和操作过程。接着，我们将详细介绍压裂减阻剂的作用机理和优势。最后，我们将重点探讨综合应用测算评分的重要性，以及具体的评分方法
和步骤。通过对这些内容的阐述，我们将为读者提供一个全面了解压裂减阻剂综合应用测算评分的文章，以帮助他们更好地理解和应用该方法。 1.2文章结构 1.2 文章结构 本文共分为引言、正文和结论三个部分。 引言部分首先概述了压裂减阻剂综合应用测算评分的背景和意义。在当前石油勘探开发领域，压裂技术被广泛应用于提高油气产能和增加储量。而压裂减阻剂作为压裂液中的重要组成部分，对压裂效果起到至关重要的作用。因此，对压裂减阻剂的综合应用进行测算评分可以进一步优化压裂工艺，提高开发效果。 接下来，本文通过对压裂技术概述和压裂减阻剂作用的介绍，为读者提供了相关背景知识和基础概念。通过深入了解压裂技术的原理和工作过程，读者能够对压裂减阻剂的作用机理有更全面的认识。 在结论部分，本文将重点讨论综合应用测算评分的重要性以及具体的评分方法与步骤。针对不同的评分指标和参数，本文将介绍一套完整的测算评分体系，以帮助读者评估和优化压裂减阻剂的应用效果。 通过以上的文章结构，本文旨在系统地介绍压裂减阻剂综合应用测算
国内压裂用减阻剂的研究及应用进展 张亚东;苏雪霞;孙举;姜江 【摘要】减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展的一种压裂液体系.阐述了减阻剂作用的机理,综述了国内减阻剂的研究现状,探讨了减阻剂产品在页岩气开发过程中应用前景. 【期刊名称】《精细石油化工进展》 【年(卷),期】2016(017)004 【总页数】4页(P8-11) 【关键词】页岩气;减阻水压裂液;减阻剂;应用进展 【作者】张亚东;苏雪霞;孙举;姜江 【作者单位】中国石化中原石油工程公司技术公司,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司钻井工程技术研究院,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司钻井工程技术研究院,河南濮阳457001;中国石化中原石油工程公司技术公司,河南濮阳457001 【正文语种】中文 页岩气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。我国页岩油气储量约为26×1012 m3，约占全球页岩气储量的5.7%。因此，加大页岩气资源的勘探和开发，有利于改变我国油气资源格局，缓解油气资源短缺[1-3]。页岩储层具有低孔、低渗的特点，储层渗透率一般小于0.01×10-3 μm2，泥质含量较高，一般为20%～70%，勘探开发难度大，大多数页岩气井需储层改造才能获得较理想的产量。目
前，国外主要利用减阻水压裂液进行体积改造。减阻水压裂液体系是针对页岩气储层改造而发展的一种压裂液体系，该体系主要成分是水，及很少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂，与常规冻胶压裂相比，易产生复杂的裂缝孔隙，可实现较大的压裂增产改造[4-5]，经济成本低且易返排、对储层损害小，在多个地区进行推 广应用，取得了较好的经济效益。 随着我国页岩气藏的发现和勘探开发，对压裂技术和压裂液的需求不断增多。但减阻水压裂液黏度低、携砂能力弱、压裂半径小，因此页岩气减阻水压裂通常采用大液量(单井用液量5 000～50 000 m3)和大排量(施工排量16 m3/min，甚至高达19～24 m3/min)。大液量可通过产生更复杂的裂缝孔隙以提高储层的导流能力，大排量可产生紊流以携带支撑剂。但在大排量下，压裂液在管内呈紊流流态，且管柱的沿程磨阻损失与流速的1.75～2.00次方成正比[6-8]，说明高速泵注不仅使能量损失较大，且对地面泵注设备的要求较高。因此，现场常采用在液体中添加减阻剂的方法减少压裂液在管柱中的磨阻损失，以降低地面施工压力。 国内外综述性文献中较多关注整个减阻水体系，而对其核心助剂减阻剂的研发、应用进展报道较少。国内多数减阻剂主要依靠进口，近两年随着页岩气勘探开发需求，这方面的研究取得了一定的进展。下面分类概述采用不同方法研制的减阻剂产品，并综述减阻剂产品在页岩气开发领域的应用。 从20世纪50年代开始，对减阻剂的作用机理进行了大量研究，提出了有效滑移 假说、涡流能量耗能/产生抑制假说、黏弹性假说等。但被大家接受的主要是抑制 湍流作用和黏弹性与漩涡作用。 1.1 抑制湍流作用 减阻水压裂液在管道中运动状态分为湍流和层流。当流体流速较高时，易形成湍流，产生大量的漩涡，漩涡与管壁间动量传递及不同尺寸的漩涡间的动量传递，造成能量消耗，此消耗即为流体阻力产生的原因。当减阻剂加入管道后，减阻剂靠本身的
减阻剂油性副作用的研究及应用 减阻剂（Friction Modifier）是一种添加在润滑油中，用于减少两个接触表面之 间的摩擦力和磨损率的化学添加剂。许多工业和汽车润滑油中都添加了减阻剂，以提高机器性能和延长机器寿命。然而，其中一些减阻剂却会带来副作用，尤其是油性副作用。这种副作用可能会损害机器的性能，并在润滑油系统中引起泡沫和稠度增加，甚至导致设备故障。因此，为了更好地理解减阻剂油性副作用的性质和影响，需要进行详细的研究以及寻找解决方案。 1. 油性副作用的定义和成因 油性副作用是指添加减阻剂后，润滑油的油性质量发生不良变化的现象。通常，油性副作用的表现为润滑剂的粘度变高、泡沫产生、磨损和摩擦增加。这种副作 用的成因是由于减阻剂的结构和成分，以及其与基础油之间的相互作用引起的。减阻剂通常是由多种组分组成，并且多数减阻剂会与基础油中的其他组分发生互作用，导致润滑剂的性能降低。 2. 减阻剂油性副作用的分类 减阻剂油性副作用的分类通常有两种类型：稀释副作用和聚合副作用。稀释副 作用是指减阻剂通过与基础油混合物中的可挥发组分相互作用来降低润滑剂的质量。聚合副作用是指减阻剂中的成分经过一段时间后会发生化学反应并聚合在一起，从而导致润滑剂的稠度增加。这两种类型的副作用都可能对设备的性能产生不良影响。 3. 减阻剂油性副作用的影响 减阻剂油性副作用可能会对设备的性能产生不良影响，导致润滑剂在设备中运 行的不稳定性，从而导致设备磨损和故障。泡沫形成可以降低润滑剂的效果，甚至导致设备在高速运行和高压力下中断。此外，油性副作用也可能会导致润滑剂被污染和降解，从而降低设备的性能和寿命。
梳型聚羧酸减阻剂的室内研究 梳型聚羧酸减阻剂的室内研究 摘要：本研究采用梳型聚羧酸减阻剂作为主要研究对象，通过室内实验，探究其对水泥的影响以及其减阻效果。实验结果表明，梳型聚羧酸减阻剂对水泥的流动性和可延展性均有显著提升，可以显著降低水泥浆的黏度，减少搅拌强度，达到了较 好的减阻效果。 关键词：梳型聚羧酸；减阻剂；水泥；黏度；流动性 引言：在建筑施工中，水泥浆体的使用是十分常见的，但是由于其在混合过程中会产生阻力，影响施工的高效性。因此研究减阻剂已经成为了施工领域中的一个热门研究课题。梳型聚羧酸因为特别的分子结构和化学性质，被广泛应用于水泥浆的减阻剂中。因此本研究将梳型聚羧酸作为主要研究对象，探究其对水泥的影响，以及对水泥浆黏度的改善以及减阻效果的提升。 实验方法：在本研究中，我们选取了普通水泥为主要材料，同时将梳型聚羧酸作为减阻剂添加至水泥浆体中，通过在室内环境下进行实验，测试梳型聚羧酸对水泥浆流动性和可延展性的影响。在测量黏度的时候，我们使用了旋转型粘度计，同时在不同的搅拌强度下，测量不同浓度的梳型聚羧酸水泥浆的黏度，从而探究减阻效果的提升程度。 实验结果：通过对实验数据的分析，我们发现，梳型聚羧酸对水泥浆的流动性和可延展性均有显著提升。同时，在不同添加
量的条件下，梳型聚羧酸的减阻效果也随之增加。当添加量为1.5%时，其减阻效果最好，能够显著降低水泥浆的黏度，减 少搅拌强度。此外，在较低的搅拌速度下，梳型聚羧酸的减阻效果更加显著。因此，我们认为，梳型聚羧酸是一种十分有效的减阻剂。 结论：本研究采用梳型聚羧酸作为主要研究对象，探究其对水泥的影响以及对水泥浆黏度和减阻效果的提升。实验结果表明，梳型聚羧酸减阻剂可以显著降低水泥浆的黏度，提高其流动性和可延展性，同时也可以减少搅拌强度，达到良好的减阻效果。因此，梳型聚羧酸可以作为一种优良的水泥浆减阻剂，在实际施工中有很广泛的应用前景。虽然梳型聚羧酸减阻剂在实验中表现出较好的减阻效果，但是在实际应用中，还需要针对具体情况进行调整和优化。例如在不同工程项目中，水泥的种类和比例不同，因此需要根据具体情况确定最佳的梳型聚羧酸添加量。同时还需要考虑温度、湿度、搅拌速度、搅拌时间等因素对减阻剂的影响。因此，在实际施工中，需要进行反复试验，逐步调整梳型聚羧酸的添加量，以达到最佳的减阻效果。 除了粘度的减少，梳型聚羧酸减阻剂还具有其他优点。例如，它可以提高水泥浆体的流动性，使其具有更好的可泵性和可分散性，从而提高浆体的均匀性，保证施工的质量。另外，梳型聚羧酸还可以提高水泥浆体的稳定性和抗裂性能，在施工过程中能够有效地减少水泥浆体的分层和裂纹，增加结构物的使用寿命。 虽然梳型聚羧酸减阻剂具有许多优点，但是其产生的环境影响
减阻剂对轮南—库尔勒—鄯善原油管道增输效果分析 减阻剂对轮南—库尔勒—鄯善原油管道增输效果分析 摘要：塔里木油田原油量不断上产及原油物性变差，轮南-库尔勒-鄯善原油管道的输送能力已不能满足生产要求，为此，在轮南-库尔勒原油管道和库尔勒-鄯善线原油管道进行减阻剂试验成果上，通过模拟计算在现有设施下，轮-库-鄯原油管道最大输送能力和全线添加减阻剂最大输送能力，定性说明在原油管道注入减阻剂可以提高管道输油能力的效果。 关键词：减阻剂管道输油 一、概况 轮南-库尔勒复线原油管道全长161.525km，管径D508，管材采用X52钢管。沿线设有轮南首站、中间转球阀室和轮库末站3座站场。首站最高出站压力6.27MP，设计年输量500×104t/a，全线采用常温密闭输送工艺，采用SCADA系统和数据采集系统对全线进行监视和控制，在库尔勒首站设置分控制中心，库尔勒输油站最高出站压力7.78MP。 库尔勒-鄯善输油管道全长474km，管径D610，全线采用变壁厚设计，最小壁厚为7.1mm，最大壁厚为12.7mm，共分6种，管材为API-5LX65钢管，库鄯一期设计输量为500×104t/a，二期设计输量500×104t/a。全线设有轮南首站、库尔勒泵站、马兰清管站、觉罗塔格减压站、鄯善末站等5座站场。 轮-库-鄯长输管道采用常温、密闭、顺序输送工艺，阐述管道的摩阻损失包括局部摩阻和沿程摩阻。局部摩阻是指流体流经弯头、三通、阀门等产生的摩擦阻力，按流体流态可分为层流摩阻和湍流摩阻。将减阻聚合物注入管道以后，聚合物分子充分展开与流体发生物理作用，减弱湍流的成都或阻止其形成湍流，从而降低油品的流动阻力。 二、减阻剂试验数据 1.轮南-库尔勒段减阻剂试验 根据?北极级减阻剂减阻效果优选报告轮南至库尔勒管段?数据，轮南-库尔勒试验原始数据见下表。 表1 从报告可知：当LP·北极级减阻剂到达马兰站且满线，记录的摩阻压力损失为8.35MPa，转换为减阻率是5.0%。LP北极级减阻剂到达减压站，摩阻压力损失微降低至2.81MPa，相当13.5%的减阻率。从减压站至鄯善管段，摩阻压力损失开始增加，到鄯善末站满线，摩阻压力损失平均值为8.55MPa，转换成减阻率仅仅为3%。通过增加库尔勒的出站压力，进行了较短时间的增输试验，其压力接近于根底数据条件的出站压力，流量增加平均值为722m3/h，转换成增输率为8.5%，减阻率为13.5%。现场试验结果说明，特别是库尔勒至减压站管段，LP北极级减阻剂在塔里木原油中是有效果的，该管段说明整条管线至少应该具有不低于13.5%的减阻率，试验结果也说明LP·北极级减阻剂在马兰站和减压站遭到了剪切/降解，当然也就影响了减阻性能。 2.库鄯管段减阻剂实验 此次试验测试管段范围为库尔勒输油站-高点，管道起始流量为692m3/h，按此换算年输油
影响减阻剂减阻效果因素的量化分析 佚名 【摘要】减阻剂在应用过程中会受到不同因素的影响,一个良好的应用条件可以使减阻剂发挥出最大的减阻效果.通过室内环道实验、现场加剂运行数据,从加剂浓度及管道流动情况两个影响因素来探讨其对减阻率的影响,进一步实现影响因素的量化分析.研究表明:减阻剂的减阻效果主要受雷诺数和加剂浓度的影响,加剂浓度对减阻率的影响关系符合公式DR=A(1-e-k·10-6),在减阻剂开始降解失效(临界雷诺数)前,雷诺数对减阻率影响关系同样符合公式DR=I(1-e-J·10-6). 【期刊名称】《工业加热》 【年(卷),期】2018(047)006 【总页数】6页(P58-63) 【关键词】加剂浓度;雷诺数;影响因素量化;室内环道实验 【正文语种】中文 【中图分类】TE832 减阻剂是一种能减小流体在输送时所受阻力的试剂，应用于输油管道，可以有效地降低管道运行压力和管道摩擦阻力，增加管道输量，对节能降耗，减少投资有着重要的意义。减阻剂应用于油品管道运输已有30多年的历史，减阻剂明显的减阻增输效果，使得减阻剂具有广阔的市场应用前景和巨大的商业价值，并且在国内外输油管线中得到日益广泛的应用。
在减阻剂的现场应用过程中，为了使减阻剂发挥出最大作用，又能保证良好的经济效益，需对影响减阻剂效果的因素进行分析，避免对减阻效果产生的负影响。目前国内已经有部分学者通过室内环道实验和现场运行数据提出影响减阻效果的因素及其影响程度，但均没能进一步进行量化分析。税碧垣[1]、卢海鹰[2]、邵禹铭[3]均通过室内环道实验指出减阻率随加剂浓度、雷诺数的变化规律，其中邵禹铭还提出加剂浓度与减阻剂抗剪切性的关系；孙云峰[4]、李静[5]通过现场加剂运行数据，得出不同加剂浓度下，所能够达到的不同减阻率。本文以减阻剂的减阻机理为出发点，通过室内环道实验以及现场运行数据对加剂浓度和雷诺数对减阻率的影响效果进行量化分析。 1 减阻机理 减阻剂的减阻过程可以分为四部分：舒展、定向→抑制、化解→附加应力减小→减阻、增输。 流动为湍流时，由于流体质点的脉动，其内部的摩擦切应力不仅仅是由于粘性引起的粘性应力。湍流脉动会使得各个流层之间质点横向掺混加剧，所以在两流层的接触面上，除存在粘性切应力以外还存在因质点掺混而引起的切应力，称为湍流附加应力[6-7]。将减阻剂注入到管流中，速度梯度将单长链高分子定向在管流方向并与管径垂直，当流体进入湍流，流动剧烈，有脉动漩涡产生，此时柔性单长链分子会抑制和化解湍流脉动和漩涡，减小径向和切向的湍流附加应力，最终流动阻力减小，速度梯度、管道输量增加，达到减阻增输的效果[8-9]。而当流体处于层流状态时，速度梯度较小，不足以使缠绕、卷曲状的减阻剂高分子长链打开，减阻剂不能发挥作用。 2 室内环道实验 目前，国内外应用最多的减阻剂减阻效果评价方法是室内环道测试方法，通过室内环道实验，定性的了解各种参数对减阻剂减阻效果的影响，总结和分析减阻效果的
我国油田化学品发展现状及研究进展 摘要 随着我国石油工业的发展，油田化学品工业正迅速发展成为一门新兴精细化工行业，它横跨石油、化工两大部门，涉及到油田地质、流体力学、胶体化学、高分子化学、界面活性剂化学等多种科学。 近年来，油田化学品用量愈来愈大，国外发达国家以每年10％的增长率迅速发展。据统计，1993年世界油田化学品耗用量超过1430万t，产值112亿美元，仅以美国为例品种已达2323种之多。我国1992年油田化学品总耗量为35万t，品种300多种，产品销售额估计在20亿人民币左右。 从钻井用化学剂，采油用化学剂提高采收率化学剂油气集输和水处理化学剂，油气田开采废弃物处理剂等方面对国内近期油田化学品开发与应用情况进行了介绍，指出了目前油田化学品研究应用和开发方面存在的问题，并对油田化学品未来研究与发展进行了展望认为可生物降解的天然改性产物及类天然产物结构的聚合物开发，通过分子修饰改善原有聚合物或天然改性产品的性能是未来油田化学品的研究方向发展方向；未来油田化学品的发展应该以构建和谐社会为主体，同时兼顾经济效益和环保两个方面，全面促进社会发展。 本文阐述了油田化学品的基本知识，介绍了国内各种化学品在油田中的应用实例。重点论述了油田化学品的发展现状及研究进展。 关键词: 油田化学品开发现状及发展研究进展环保经济效益
目录 第1章概述 (1) 1.油田化学品种类与概况 (1) 第2章我国油田化学品的发展现状 (2) 2.1我国油田化学品的现状 (2) 2.2我国油田化学品的发展 (3) 2.2.1 钻井用化学品 (3) 2.2.2 采油用化学品 (3) 2.2.3 其它油田化学产品 (4) 第3章我国油田化学品的研究进展 (5) 3.1以木质素为原料合成油田化学品的研究进展 (5) 3.1.1钻井固井用化学品 (5) 3.1.2采油用化学品 (7) 3.1.3油田水处理用化学品 (8) 第4章油田化学品展望 (8) 4.1 钻井方面 (9) 4.2 采油方面 (9) 4.3 提高采收率方面 (10) 4.3.1聚合物 (10) 4.3.2表面活性剂 (10) 4.4 废弃物处理、达标排放 (11) 第5章结语 (11)