聚甲基丙烯酸己酯分子线团尺寸与减阻性能关系的研究

本文研究了聚甲基丙烯酸已酯(PHMA)在煤油和煤油-丙酮混合溶剂中的减阻性能和抗剪切性能及分子量 M、水力学体积[η]M 等分子参数的影响。采用电子计算机进行回归分析,提出了减阻百分率 DR 与 PHMA 的分子量之间的数学关系式:DR=A·M/(M B)-D;减阻百分率 DR 随湍流剪切作用时间 t 的变化可用下式描述:DR=DR_L ae~(-bt)。发现达到最大减阻百分率DR_m 时的极限浓度 C_m 随分子量增大而减小;DR 值随 PHMA 分子无规线团的旋转半径 R_g 的增大而线性增大;聚合物的极限减阻率 DR_L 随分子量和水力学体积[η]M 增大而增大。     

高聚物型减阻剂减阻性能的研究

对高聚物减阻剂的减阻性能进行研究,考察了高聚物减阻剂的相对分子质量、起始点的管壁切应力τw*、减阻剂添加量、雷诺数及高聚物减阻剂的降解对减阻效果的影响。根据高聚物减阻剂的摩阻系数与雷诺数关系曲线,拟合得到高聚物减阻剂的斜率增量δ。结果表明,减阻剂的减阻率随相对分子质量的增大而提高;减阻剂的均方回转半径Rg越大,减阻起始点要求的管壁切应力τw*值越小,减阻效果越好;减阻剂的减阻率随添加量的增加而增大;减阻剂的斜率增量δ越大,减阻效果越好;高聚物减阻剂在一定剪切力下都会发生一定程度的降解,使减阻率下降。     

W／O型聚丙烯酰胺胶乳减阻性能的研究

研究了Ｗ／Ｏ型聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）胶乳在水中的凉阻性能。探讨了聚合物合子量、聚合物溶液浓度、溶液ｐＨ值、流速等对减阻性能的影响。发现Ｗ／Ｏ型聚丙烯酰胺具有良好的减阻性能，在相同流量下，ＰＡＭ水溶位的流动阻力明显小于清水流动阻力。在一定浓度范围内，随ＰＡＭ浓度增加，减阻性能增加。ＰＡＭ的分子量对流动阻力影响较明显，分子量大者减阻性能较高。当溶液ｐＨ值小于７时，减阻性能显著，当ｐＨ值大于７时对减阻影响较少。在相同浓度下，随流速增加，流动阻力减小。     

羧甲基黄原胶溶液流变减阻特性研究

为提高黄原胶(XG)的流变和减阻性能,用醚化剂(氯乙酸钠)对XG进行改性制得羧甲基黄原胶(CMXG)。研究了CMXG的流变特性(剪切变稀性、黏弹性、触变性)、耐温耐剪切性和减阻性能。结果表明,与XG相比,CMXG的黏度显著增加,6 g/L CMXG溶液的黏度比XG增大了156%;CMXG溶液的弹性模量、黏性模量、触变性和耐温性能均显著提高。XG和CMXG溶液均具有剪切变稀性,黏度随剪切速率的变化曲线可用Cross模型表征。CMXG溶液在光滑管中的减阻率随浓度和流量的增大而增大,1g/L CMXG溶液的最大减阻率为64.3%,减阻效果好于XG。     

聚丙烯酰胺水溶液粘弹性研究

在45℃下测定了水解度相近(26.4%～27.4%)、分子量不同(7.0×106,1.1×107和1.7×107)的3种商品HPAM水溶液的动态粘弹性参数并讨论了在驱油中的作用。在振荡频率0.1～100s-1范围,浓度1.2g/L的3种聚合物溶液的G′和G″曲线均相交,交点对应的频率随分子量增大而减小,在交点以下G″>G′,而在交点以上G′>G″。对于分子量较高的2种聚合物溶液,在频率1.256s-1时,G′和G″随聚合物浓度的增大(0.2～2.0g/L)而增大;浓度一定时(2.0g/L)随加入的NaCl浓度的增大(0～9.0g/L)而剧烈减小,随加入的表面活性剂SDBS浓度的增大(0～10g/L)而有一定幅度的减小;在温度10～55℃区间测得的2.0g/L聚合物溶液的G′～T和G″～T曲线,在温度～35℃时出现最大值。加入5.0g/LNaOH或NaCl使浓度1.2g/L的最高分子量聚合物溶液的线性粘弹性区间变窄,损耗角增大。图6参1表8。     

高聚物管道减阻的实验研究

木文论述了油田常用高聚物(PAM)溶液管道减阻的特性。在实验研究的基础上,得出以下:规律性认识。(1)高聚物溶液只是在湍流流态有减阻效应,可分为聚合物流动和最大减阻流动两种情况。前老减阻百分比与溶液浓度有关,后者减阻百分比与溶液浓度无关。达到最大减阻以后,继续增大溶液浓度,不能增加减阻效果。(2)国产PAM (PLA-8O1)具有优良减阻性能。浓度为10 W pPm的溶液,进人湍流区就有明显的减阻效果。浓度大于50 W ppm的溶液,进人湍流区即达到最大减阻。最大减阻流动的摩阻曲线与Virk最大减阻渐近线符合。(3)高聚物溶液的压降与流蚤关系表明,层流时同一流最下溶液的压降大于清水,湍流时小于清水。发生减阻的临界流量随溶液浓度增大而加大。随着高分子化学工业的发展,高聚物已成为石油工业应用最广的材料之一。如聚丙烯酰胺(简称PAM),由于具有多种优良性能,现巳广泛应用于钻井泥浆、油田庄裂,油田注水、堵水、絮凝处理等领域。但是,高聚物作为优良的减阻剂,至今研究很少,甚至未被认识。因此,对高聚物洛液的减阻特性,进行基础性实验研究,对于高聚物的全面应用,对于在石油工业中发展添加剂减阻技来,有着重要的意义.     

四元两性疏水聚合物溶液流变和减阻性能

为丰富和发展聚合物减阻体系,以丙烯酰胺(AM)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(CDAAC)为单体合成出一种四元两性疏水缔合聚合物(PAADC),研究了其溶液的流变和减阻性能。考察了不同浓度该聚合物溶液的流变特性,讨论了该聚合物体系的摩擦阻力系数和减阻率随广义雷诺数的变化关系,并对比了PAADC与AM/AMPS/DMAM形成的三元水溶性聚合物(PAAD)的流变学和减阻效果。结果表明,聚合物体系具有良好的剪切稀释性,相同浓度PAADC溶液的触变性明显大于PAAD溶液;浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的PAADC体系,最大减阻率分别为32.29%、62.32%、69.52%和67.35%,证明PAADC溶液浓度显著影响溶液的减阻性能,其中0.3%PAADC体系的减阻效果较优。      

原油输送减阻技术与减阻效率

原油在管道中输送时,加入少量ppm的减阻剂,增输量可达到10%以上。用作减阻剂的油溶性聚合物,分子量一般高达几百万到上千万。按分子数计算,减阻剂在原油中占的比例微小,因此不会改变原油的粘度。减阻效率决定于聚合物在溶液中的形态,空间尺寸,聚合物的溶解性能以及使用减阻剂的技术。实验表明(1)减阻效率随减阻剂添加量而增加,但减阻剂浓度达到一定值后,减阻率提高缓慢;(2)流体的流速增加,使减阻效率显著增加,但对不同的聚合物影响结果不一样;(3)在管径相同的条件下,流体的雷诺数增加,减阻效率增加;(4)在一定范围内壁剪切应力增加,减阻率也随之增加,但过大的剪切力会使高聚物降解,分子量降低,减阻率下降;(5)原油中含微量水份会影响减阻率。当含水量超过一定值时,因聚合物溶解性不好,反而导致减阻剂失效。目前工业上使用的减阻剂品种主要是超高分子量的聚α—烯烃,在油中的添加量为φn×10ppm以内,使减阻率在20%左右,增输15%左右,可以明显增加经济效益。     

聚长链α-烯烃减阻性能的影响因素研究

利用室内环道评价装置考察了聚长链α-烯烃减阻剂的溶解时间、雷诺数、加剂浓度、黏均相对分子质量和高聚物的抗剪切能力对减阻性能的影响。结果表明：聚合物的减阻率随溶解时间的延长而增大,达到一定值后趋于稳定;聚合物的凝聚状态以及颗粒的分散程度对减阻剂的溶解能力影响较大;加剂浓度在15 mg/L时减阻率达到最大值,加剂浓度与减阻率的关系基本符合Virk经验公式;存在最佳雷诺数,雷诺数大于或小于最佳雷诺数时,减阻能力减弱,直至无效;在一定的相对分子质量范围内,黏均相对分子质量与减阻率呈线性关系,相对分子质量越大,减阻率越好;聚合物经过齿轮泵剪切后会使减阻率急剧下降,经过管壁的初次剪切也会使减阻率下降40%左右。     

羧甲基瓜尔胶水溶液流变特性研究

研究了羧甲基瓜尔胶水溶液的流变特性,考察了羧甲基瓜尔胶浓度、温度、pH值及外加NaCl浓度对羧甲基瓜尔胶水溶液表观黏度的影响.结果表明,羧甲基瓜尔胶水溶液表观黏度随浓度的增加而增大,随温度的上升而降低,随NaCl浓度的增加而明显降低,稳定的pH值范围为6～8.羧甲基瓜尔胶水溶液具有剪切变稀特性,溶液表观黏度随剪切速率的变化可用Ostwald-Dewaele方程描述;零切黏度可由Spencer-Dillon经验公式外推得出,其与温度的关系符合Arrhenius公式.羧甲基瓜尔胶水溶液具有一定的触变性和黏弹性,黏弹性随浓度的增加而增强.图10表2参16     

S135钻杆钢扭转疲劳寿命及断裂特征

针对钻杆在循环应力下的疲劳问题,通过室内试验测定了S135钻杆钢的扭转疲劳寿命,得到了扭转疲劳的Δ-τN曲线,应用统计分析方法得到扭转疲劳寿命公式,并采用扫描电镜(SEM)对疲劳断口进行了观察和分析。结果表明,扭转疲劳裂纹形成于光滑试样表面,且疲劳源的大小随切应力幅值的增加而增加;在疲劳源与疲劳裂纹扩展处的微观形貌特征为典型纯滑移型断裂,在裂纹扩展处涟波状花样区域的大小随切应力幅值的增加而增大。     

水解度对疏水缔合聚丙烯酰胺溶液性质的影响

以丙烯酰胺、丙烯酸钠及疏水单体共聚合成了水解度为25%的疏水缔合聚丙烯酰胺(HAPAM),采用加强碱在95℃高温下水解的方法,分别获得水解度50%和70%的聚合物,并研究三种不同水解度下HAPAM溶液的性能。实验结果表明:HAPAM水溶液的表观黏度随水解度的增大先增大后降低;不同水解度的HAPAM溶液表现出了一定程度的盐增黏现象,水解度为50%和70%的HAPAM盐溶液随着Ca2+、Mg2+浓度的增加出现相分离;不同水解度HAPAM溶液黏度随剪切速率的增加而降低,表现出明显的剪切稀释性;水解度低的聚合物溶液随聚合物浓度的增加更易表现出黏弹性,而水解度过高时,溶液只能表现出黏性行为;同一水解度的聚合物,随着NaCl浓度的增大,溶液的黏弹性呈现先增大后降低的趋势。图15参15     

聚丙烯腈与壳聚糖纺丝原液的流变性能研究

研究了壳聚糖／乙酸溶液与聚丙烯腈／硫氰酸钠溶液的共混性能。采用锥板式旋转粘度计法对壳聚糖／聚丙烯腈共混原液的流变性能进行了测定。测试结果表明，壳聚糖／乙酸溶液可以与聚丙烯腈／硫氰酸钠溶液以一定比例共混，形成均匀原液。壳聚糖／聚丙烯腈原液在全程流变过程中都呈现非牛顿性，非牛顿指数n小于1。随着剪切速率的加大，原液呈现切力变稀现象。温度在较大剪切速率范围内影响着原液的粘度，粘度随温度的上升而下降，但在高剪切速率区间，不同温度的流变曲线趋于一致，温度的影响很小。粘流活化能AEη随原液浓度的提高以及剪切速率的增大而降低。原液的结构化程度随体系温度上升，浓度下降而减小，因此适当加温有利于纺丝的顺利进行。     

油品流动减阻剂的研制 Ⅰ.EP 型减阻剂

在油品管输中添加油相减阻剂能增输节能,具有重大的经济意义。研制了高分子量的乙烯-丙烯无规共聚物作为油相减阻剂,在煤油、柴油为流体介质时,添加30ppm,减阻效率可达60%以上(Re=1×10~4,管内径3.88毫米)。同时设计合成了不同分子量、不同丙烯含量、不同分子量分布的系列试样,研究了结构参数与减阻效率之间的关系。发现丙烯组成在40±5%的范围内时,分子量越高减阻效果越好。并且减阻效率也随着减阻剂添加量的增加而增加,但在一定流动条件下有一饱和值。     

KCl-KBr-K_2SO_4-H_2O四组分物系323K相平衡

采用等温溶解平衡法研究了KCl-KBr-K2SO4-H2O四组分物系在323 K下的相平衡规律,测定了平衡溶液的溶解度和密度。实验结果表明,KCl-KBr-K2SO4-H2O四组分物系属于含有固溶体的四组分物系;根据溶解度数据绘制了相图,相图中只有一条单变量溶解曲线,两个结晶区,平衡固相分别为K(Cl,Br)和K2SO4;溶液的密度随溶液中KBr质量分数的增加而增大,随KCl质量分数的增加而减小。     

聚合物溶液粘弹性影响因素研究

通过理论与动态剪切实验研究,从聚合物分子结构及分子运动论的角度具体分析了聚合物溶液粘弹性在不同相对分子质量、浓度、矿化度、频率及温度等影响因素下的对比关系。从而得出：聚合物溶液的相对分子质量越大,浓度越高,矿化度越低,动态曲线中相应的储存模量与损耗模量也增加;粘弹性随频率的增加先增大后减小,随温度的增大而缓慢减小;聚合物溶液粘度很高时,弹性比粘性大很多,高弹性聚合物溶液能提高驱油效率。     

含硫烟气余热智能相变回收系统性能实验研究

为掌握含硫烟气余热智能相变回收系统的运行特性,设计并搭建了性能测试实验台,测试了烟气热负荷率、LiBr溶液质量浓度和循环泵频率等参数对系统运行特性的影响.结果表明:系统热回收系数随烟气热负荷率的增大呈线性增长;系统火用效率随烟气热负荷率的增大而减小,但火用效率较小,仅约为0.15～0.20,表明该系统不适用于做功,而适...     

一种咪唑酯骨架结构材料对油田采出水中SDS的吸附性质研究

研究了类沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8对十二烷基硫酸钠(SDS)吸附行为的影响。静态吸附结果表明,ZIF-8(氨水)对SDS具有相对较高饱和吸附量,其吸附量随NaCl浓度增加而减小,ZIF-8(氨水)的适用范围在pH=6～10;动态吸附结果表明,动态吸附量随温度上升和流速减小而提高,增大SDS溶液的浓度和提高吸附剂加量会降低ZIF-8(氨水)的吸附量。     

工业用弱碱三元化学剂及复合体系流变特性

针对矿场实际需求,利用室内仪器检测方法,对室内配制的弱碱三元化学剂和复合体系的流变特性及其影响因素进行研究。结果表明:超高分子量抗盐聚合物溶液的流变特征属幂律流体,表黏度随温度的升高而降低;表面活性剂属假塑性流体,在中等剪切率范围,曲线符合幂律流体流变方程;Na2CO3溶液属牛顿流体,黏度随浓度的增大而增加,且随温度的上升而下降;弱碱三元复合体系符合假塑性流体的幂律特征,黏度随剪切速率的增大及温度的升高而降低。     

新型天然气水合物动力学抑制剂的制备及性能

以N-乙烯基己内酰胺(NVCL)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N-乙烯基咪唑(NVI)及丙烯酰胺(AM)为单体,偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐(AIBI)为引发剂,无水乙醇(AE)为溶剂,通过溶液聚合法制备了PNVCL和几种共聚物。用凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物分子量(Mn)进行了测定,通过高压恒容法评价了聚合物对天然气水合物的抑制性能,并与商业抑制剂VC-713进行了对比。结果表明:加入少量抑制剂即可有效抑制NGH生成;抑制剂对NGH生成的抑制时间随搅拌转速的增大而减小,随分子量和浓度的增大而增加;在聚合物Mn为30000,w(抑制剂)为2%,4℃,搅拌转速200r/min的测试条件下,PNVCL、P(NVCL/NVP)、P(NVCL/NVI)、P(NVCL/NVP/NVI)、VC-713对水合物的抑制时间分别为22h、23.5h、30h、19.5h。