【摘要】：石油是20世紀(jì)以來(lái)最重要的戰(zhàn)略資源,人們的衣食住行都離不開石油及其制品。隨著對(duì)石油需求的增加以及石油含量的減少,更加科學(xué)的開采具有十分重要的意義。目前,我國(guó)主力油田都已實(shí)施三次采油中聚合物驅(qū)油技術(shù),而聚合物溶液在注入過(guò)程中粘度損失大,嚴(yán)重影響石油采收率。因此,聚合物溶液的實(shí)時(shí)在線測(cè)量尤為重要。本文以研究聚丙烯酰胺的粘度特性為目的,采用基于電磁感應(yīng)的實(shí)時(shí)在線測(cè)量方法。首先對(duì)電磁感應(yīng)的聚合物粘度測(cè)量方法進(jìn)行理論分析,建立粘度測(cè)量ANSYS仿真模型,確定設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行重復(fù)性測(cè)量、不同溫度測(cè)量、試驗(yàn)誤差分析等。在理論分析的基礎(chǔ)上,利用ANSYS Maxwell進(jìn)行磁場(chǎng)仿真,并對(duì)磁場(chǎng)矢量圖及磁場(chǎng)對(duì)永磁鐵進(jìn)行受力分析。通過(guò)仿真確定永磁鐵的受力與時(shí)間關(guān)系,根據(jù)理論分析得出計(jì)算公式,從而計(jì)算出粘度與時(shí)間關(guān)系,最終確定實(shí)驗(yàn)的可行性。本文以STM32微處理器控制聚合物粘度測(cè)量系統(tǒng),測(cè)量裝置主要采用控制處理電路、驅(qū)動(dòng)電路,裝置可得到各個(gè)時(shí)間下的聚合物粘度測(cè)量值,通過(guò)顯示不同溫度對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)粘度曲線。軟件設(shè)計(jì)主要包括PWM輸出模塊、輸入捕獲模塊、粘度數(shù)據(jù)處理模塊。從聚合物粘度測(cè)量樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出,本文設(shè)計(jì)的樣機(jī)在測(cè)量粘度時(shí),測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差不超過(guò)20%,最大測(cè)量偏差在21mPags。測(cè)量系統(tǒng)具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性,測(cè)量精度最高可達(dá)7%。同時(shí)也驗(yàn)證了基于電磁感應(yīng)的聚合物粘度測(cè)量的可行性。因此,本文提出的測(cè)量方法適用于聚丙烯酰胺聚合物粘度的測(cè)量。本研究在提高原油采收率方面具有實(shí)際意義外,對(duì)聚合物溶液流量測(cè)量等具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE357.46;O631.6
【圖文】：

圖 1.1 毛細(xì)管法原理圖原理可簡(jiǎn)述為，有一兩端存有壓力差的毛細(xì)管，其壓力差可通過(guò)壓力液體在該壓力的作用下勻速流動(dòng)。在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)毛細(xì)管兩端的測(cè)量細(xì)管兩端的壓差呈正比[15]。這種比例關(guān)系如公式 1-1 所示，稱為式。QLRP84 是待測(cè)溶液粘度； 是毛細(xì)管內(nèi)徑；P是毛細(xì)管兩端的壓力差；是待測(cè)溶液通過(guò)毛細(xì)管兩端流量；是毛細(xì)管的長(zhǎng)度。細(xì)管法有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且測(cè)量精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。所以毛細(xì)管法一直是實(shí)際生產(chǎn)并且也是我國(guó)目前計(jì)量部門標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)粘度的唯一儀器。

落球法是目前所有的粘度測(cè)量方法，更適合測(cè)量粘度較高的液體，但由于樣就額外的需要另一個(gè)測(cè)量量，會(huì)使測(cè)通常不采用落球法，只是使用落球法進(jìn)應(yīng)采用落球法[22]。圍最廣的粘度測(cè)量方法是旋轉(zhuǎn)法[23]。其被測(cè)液體中做角速度固定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[24]。同樣當(dāng)液體做角速度固也會(huì)由于粘性力的作用而角速度固定的置于被測(cè)液體中，當(dāng)圓柱體 A 做角速用隨著物體的旋轉(zhuǎn)而做不同角速度的旋旋轉(zhuǎn)。圓柱體在測(cè)量液體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)速度越慢，通過(guò)測(cè)量圓柱體勻速旋的粘度[27]。

量小且分子鏈長(zhǎng)的聚合物分子團(tuán)同時(shí)通過(guò)不同流速的多分液鏈上的各個(gè)分子團(tuán)會(huì)隨所處液體層面的流速向前運(yùn)動(dòng)，但這久[56]。不同流速下流體剖面的平行分布導(dǎo)致了大分子在流體就像細(xì)長(zhǎng)的繩索在河水中隨著河水一起流動(dòng)，在大分子鏈流切速率或剪切應(yīng)力會(huì)隨著流速的增加而增加，并由于分子鏈，比如聚丙烯酰胺有著對(duì)剪切力非常敏感的特質(zhì)，同樣的部著同樣的特質(zhì)，他們都是對(duì)剪切力非常敏感的假塑性液體，加[57]，溶液的粘度則隨之不斷的下降，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，當(dāng)剪切的速率比較小時(shí)，縱向拉取的無(wú)規(guī)則分子團(tuán)有利于從而導(dǎo)致了溶液粘度較低[58]，由此可以看出，剪切速率如果程度也會(huì)增加，但相反的，溶液粘度則會(huì)隨之下降，對(duì)聚丙很大是相對(duì)分子質(zhì)量，它們之間成正向關(guān)系，相對(duì)分子質(zhì)量牛頓流體[59]。在大慶油田，使用的產(chǎn)品基本都是假塑性流體聚丙烯酰胺溶液。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2805489