减阻剂发展现状及在庆咸管道的应用.pdf

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1、化学工程与装备2012年第9期140140李巍：减阻剂发展现状及在庆咸管道的应用ChemicalEngineering&Equipment2012年9月减阻剂发展现状及在庆咸管道的应用李巍，黄伟，开金河（长庆油田第二输油处，甘肃庆阳745000）李巍：减阻剂发展现状及在庆咸管道的应用摘要：介绍了FLO-MX减阻剂的使用特点和减阻机理，对FLO-MX减阻剂添加量与减租率、增输率的关系及其理论计算公式的选用、FLO-MX减阻剂的分散性和安全性进行了分析。现场应用结果表明，添加FLO-MX减阻剂不仅具有较好的减阻效果和增输能力，而且还能增加管道运行的安全性，提高管道输送的经济效益。从技术性、安

2、全性及经济性等方面进行了分析论证，结果表明，庆咸管道达到700方的输量是完全可以达到的。引言力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变了流体微元的作减阻剂广泛应用于湍流液体管道特别是石油管道，减阻用力大小和方向，使一部分径向力转变为顺流向的轴向力，剂增输效果明显，经济效益巨大。减阻剂的增输效果不仅取从而减少无用功的消耗，宏观上起到减少摩阻损失的作用。决于减阻高聚物本身的分子结构、摩尔质量及液体中高聚物在层流中，流体受粘滞力作用，没有湍流那种涡流耗散，因的含量，还与管道液体的物性及流动状态有关。目前减阻效此加入减阻剂没有效果。随着雷诺数增大进入湍流，减阻剂应在世界上已得到广泛运用，特别是远距离

3、流体的输送，如就开始发挥减阻作用。雷诺数越大，减阻效果越明显。当雷原油输送，减阻剂的使用将使动力消耗、能量消耗大大减小，诺数大到一定程度，即流体剪切应力足以破坏减阻剂分子链或在能耗一定的情况下，可大大提高输量。结构时，减阻剂将降解而失去减阻效果。庆咸官道是一条从庆阳至咸阳的原油输送管线，全长流体流动时造成能耗损失的主要原因是在湍流流动中221Km，管径3776mm，沿途有两个泵站，中间会形成很多的旋涡，当两旋涡相遇时，它们会引起涡流延长，泵站未投入使用，其中庆阳站有2台离心泵并行运行，正常这使得大量的大旋涡不断地变成小旋涡。同时，又由于小旋情况下一台泵运行一台备用。涡的直径小、能量低

4、、易受到粘滞力的影响，从而使其能量1目前常用减阻剂减阻机理减小，最终使小旋涡的能量转化为热量而耗尽。弹性说认为，减阻剂的减阻机理非常复杂，它涉及到很多学科的知减阻剂本身有粘弹性，当它加入到管道中后，湍流旋涡会与识，到目前为止已经提出了很多种假设：Toms的伪塑假说、之相遇，将能量传递给减阻剂分子，并以弹性势能的形式储Virk的有效滑移假说、粘弹性假说、湍流脉动抑制假说、藏起来，从而减少了由于旋涡带来的能量损失，进而起到了湍流脉动解耦假说、各向异性说以及表面随机更新假说等。减阻的效果；湍流脉动解耦说则认为，减阻剂是靠自身的粘其中较有说服力的是粘弹性假说、湍流脉动解耦说和各向异弹性，在加入管

5、道中后，其分子长链会顺流拉伸。这样它可性说。以有效地改变湍流流体微元的脉动方向和作用力的大小，并流体在流动中根据雷诺数的大小可以出现两种不同类使一部分径向力转变为轴向力，从而减少能量损失。型的流动，即湍流和层流。在层流中，流体阻力仅由流体中1997年DenToonder提出各向异性说，他认为：减阻相邻各流层之间的动量交换所决定。在湍流中，速度分布趋流场中，由于聚合物分子的拉伸所引起的应力各向异性是高于平均化，流体阻力主要取决于湍流旋涡和管壁之间的动量聚物减阻剂的主要原因。为了证实这一观点，他首先应用激传递与不同尺寸的旋涡之间的动量传递。光多普勒测速对管流进行了研究，得到了近壁区高阶的湍流

6、湍流抑制说的基本观点是，减阻剂加入到管道以后，减统计量及湍流动能谱。然后通过直接数据模拟分析了各种因阻剂靠本身的粘弹性，分子长链顺流向自然拉伸，其微元直素的影响，结果发现粘性应力各向异性模型与实际结果吻合接影响流体微元的运动。来自流体微元的各向作用力作用在的很好。减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形。减阻剂分子间引最新的研究表明，在管道中，流体流动沿径向分为三部李巍：减阻剂发展现状及在庆咸管道的应用141分。管道的中心为紊流核心，它包含了管道中的绝大部分流大幅度降低管线的沿程摩阻损失，减少管线阻力，大大降低体，其液体质点不断发生相互撞击和掺混，杂乱无章的向前官道运行压力。运动，贴近管壁的

7、是层流底层，其液体质点成层向前运动，（2）增输功能。在管线运行压力不变的情况下，可以层流底层与紊流漩涡之间为缓冲区，其流动状态表现为层流提高管线的输量，即具有增输功到紊流的过渡。3.2减阻效果影响因素2减阻剂分子结构与减阻剂性能的关系（1）流体紊流状态弄清高分子结构与减阻性能之间的关系对高分子减阻在流体处于高紊流状态时，减阻剂减阻效果优于低紊流剂的分子设计与提高应用技术水平具有十分重要的意义。状态。流体的流量越大，粘度越小，减阻剂的