苏丹原油的启动特性与数据处理方法研究

摘要

利用管流实验装置，以实验为基础研究苏丹原油在恒定流量下的启动特性，分析了苏丹原油的流变特性，以及未添加稠油和添加10％稠油在不同的热处理条件下对原油流变性的影响。最后以实验数据为基础，利用人工神经网络BP算法，预测了不同温降幅度下含蜡原油的启动屈服值，取得了满意的效果。 (1)、对管流实验装置进行了多项改造，使之能更好的进行胶凝原油启动实验研究。对缓冲罐进行了自动化改造，减少了操作误差，提高了实验的安全性和数据的准确性； (2)、增加了恒压力实验数据采集装置，采用高精度的超声波传感器采集数据，并利用LABVIEW7.0的高速采集特性，实现了管流装置恒压力的启动实验，并且得到可信任的数据； (3)、KSCC-10-18降凝剂对GNPOC原油和GNPOC+WNPOC混合原油的降凝效果作用不大，但从管流启动特性看，降凝剂对降低启动屈服应力和启动后的平衡应力有非常明显的效果。由于在管流中受降温剪切的作用，降凝效果会不断减小； (4)、对苏丹原油进行不添加稠油实验，发现不同的热处理温度对停输启动有较大的影响。随着热处理温度的增加，原油的蜡晶结构遭到破坏，在相同的降温和剪切速率条件下，温度越高，所需要的启动屈服应力就高，65℃的热处理效果明显优于90℃的热处理； (5)、对苏丹原油进行添加10％稠油实验，此时的热处理效果和未添加稠油的效果截然相反。92℃的热处理效果优于65℃的热处理效果； (6)、利用实验数据训练BP网络逼近启动应力的复杂函数，可以较准确地预测实验管路中的停输再启动屈服应力。

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前 言

第一章原油的流变性

1.1 原油的一般物性

1.2低温含蜡原油的屈服现象

1.2.1含蜡原油的静屈服研究

1.2.2含蜡原油的屈服值的测量

1.3停输启动过程概述

1.4管道的启动压力

1.5胶凝原油常见的启动模型

1.5.1 Sestak启动模型

1.5.2 Cawkwell启动模型

1.5.3李才启动模型

1.5.4 Cheng启动模型

第二章苏丹原油停输启动实验介绍

2.1实验装置介绍

2.2实验装置的改造

2.2.1热处理系统的改造

2.2.2缓冲罐自动化控制系统

2.2.3接近开关

2.2.4继电器

2.3恒压力物位采集系统

2.4实验内容

2.4.1油样的预处理

2.4.2恒流量启动实验操作规程

第三章苏丹原油启动特性研究

3.1实验方案

3.2苏丹原油倾点的影响因素

3.2.1不同的热处理温度对苏丹原油倾点的影响

3.2.2降凝剂浓度对苏丹原油倾点的影响

3.3苏丹混合原油的启动特性研究

3.3.1苏丹混合原油的实验方案

3.3.2苏丹混合原油的粘温特性

3.3.3苏丹混合原油屈服应力与启动温度的关系分析

3.3.4苏丹混合原油屈服应力与静态温降幅度的关系分析

3.4降凝剂对苏丹原油启动特性的影响

3.5苏丹原油流变性热历史的影响

3.5.1苏丹原油(未添加稠油和降凝剂)热历史对停输启动的影响：

3.5.2苏丹原油+10％稠油的热历史的影响：

第四章BP神经网络在环道启动屈服应力的应用

4.1 BP神经网络算法

4.1.1 BP网络概述

4.1.2 BP网络训练性能的测试

4.1.3 BP神经网络的结构和参数

4.2 BP神经网络在实验环道中的应用

第五章 结论

参考文献

附录

研究生期间的研究成果

致谢

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