基于应力加载的粘塑性触变模型评价

发布时间：2018-08-02 17:45

【摘要】：本文受到国家自然科学基金项目(No.51404072)和(No.51534004)的联合资助。触变性是原油及其乳状液的重要流变特性,是输送介质可泵性评价的重要基础资料。本文研究了含蜡原油及其W/O型乳状液在不同应力加载条件下的触变特性,并针对粘塑性触变模型进行评价。实验研究了含蜡原油及其W/O型乳状液在恒剪切应力、应力阶跃上升,和应力线性增大又线性减小这三种应力加载条件下的触变特性。总结了其剪切速率随着体系含水率、加载应力、温度的变化规律;分析了滞回环产生过程和变化的规律。根据实验结果,总结提出了滞回环面积与剪切应力变化率之间关系的经验式。依据三种应力加载模式下含蜡原油及其W/O型乳状液的实验数据,评价了现有的粘塑性触变模型描述含蜡原油及其W/O型乳状液触变特征的能力。结果表明,温度越高,曲线吻合度越好;相同温度下,含水率越低,模型拟合程度越好。对恒剪切应力加载和应力阶跃上升加载下的不同含水率的乳状液来说陈宏建模型和赵晓东拟合的最好;贾邦龙模型相对而言最不适用。应力线性增大又线性减小的滞回环加载模式下,赵晓东模型拟合结果最优,国丽萍模型不适合于控应力滞回环剪切模式。拟合结果较好的赵晓东模型和Houska模型在上下行线的交点处的结构参数相近,可较准确的反应含蜡原油及其乳状液的结构状态。
[Abstract]:This paper is jointly funded by the National Natural Science Foundation of China (No.51404072) and (No.51534004). Thixotropy is an important rheological property of crude oil and its emulsion. In this paper, the thixotropic properties of waxy crude oil and its W / O emulsion under different stress loading conditions are studied, and the viscoplastic thixotropic model is evaluated. The thixotropic properties of waxy crude oil and its W / O emulsion under the condition of constant shear stress, step rise of stress, and linear increase of stress and linear decrease of stress are studied experimentally. The variation of shear rate with moisture content, loading stress and temperature is summarized, and the process and variation of hysteretic loop are analyzed. Based on the experimental results, the empirical formula of the relationship between the hysteresis loop area and the shear stress change rate is presented. Based on the experimental data of waxy crude oil and its W / O emulsion under three stress loading modes, the ability of existing viscoplastic thixotropic models to describe the thixotropic characteristics of waxy crude oil and its W / O emulsion was evaluated. The results show that the higher the temperature, the better the degree of curve fit, and the lower the moisture content, the better the fitting degree of the model is at the same temperature. The Chen Hongjian model and the Zhao Xiaodong model are the best fit for the emulsion with different moisture content under the constant shear stress loading and the stress step ascending loading, while the Jia Banglong model is the least suitable. Under the hysteretic loading mode with linear increase and decrease of stress, the fitting result of Zhao Xiaodong model is optimal, and the GuoLiping model is not suitable for the hysteretic cyclic shear mode of controlled stress. The structural parameters of the Zhao Xiaodong model and the Houska model at the intersection point of the up-down line are similar, and the structure state of the waxy crude oil and its emulsion is more accurate.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE621

【参考文献】

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本文编号：2160195