[發(fā)明專利]一種減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型的建立方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010112911.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN111191402A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全青;王壽喜;石營(yíng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 姬莉

本發(fā)明公開了一種減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型的建立方法，屬于油品管道運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明加劑后摩阻系數(shù)表達(dá)式為加劑后減阻率表達(dá)式為對(duì)于同一種減阻劑應(yīng)用于不同管線，需進(jìn)行管徑修正，修正后預(yù)測(cè)模型為本發(fā)明基于水力摩阻系數(shù)建立高分子聚合物減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)模型的建立方法，使得減阻劑的使用具有可估性，避免不必要的損失和浪費(fèi)，擴(kuò)展了減阻劑的應(yīng)用?可以在管線運(yùn)輸中提前設(shè)計(jì)加劑運(yùn)行方案，提高效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油品管道運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型的建立方法。

背景技術(shù)

油品管道輸送中添加減阻劑可以明顯降低管路系統(tǒng)摩阻、提高管道輸送能力，使得管輸系統(tǒng)的能耗降低，減少泵站的設(shè)置或開泵臺(tái)數(shù)，優(yōu)化管線的建設(shè)與運(yùn)行。

目前，我國(guó)絕大多數(shù)輸油干線都在注劑運(yùn)行。各國(guó)對(duì)減阻劑的研究也都在不斷加大。雖然減阻劑已逐漸廣泛應(yīng)用在不同油品的管輸中。然而，從目前的應(yīng)用情況來看，減阻劑一直處于被動(dòng)應(yīng)用，即當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，用以應(yīng)對(duì)眼前困難；不能在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中充分考慮減阻劑的作用；只能靠“試”來確定減阻效果。這主要由于對(duì)減阻的實(shí)質(zhì)認(rèn)識(shí)和理論研究欠缺，導(dǎo)致減阻劑的應(yīng)用存在以下問題：1)沒有可指導(dǎo)使用的相關(guān)依據(jù)；2)沒有較為準(zhǔn)確的減阻效果預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法；3)沒有可以評(píng)價(jià)減阻劑性能的預(yù)測(cè)方法。

因此，本發(fā)明基于水力摩阻系數(shù)提出了針對(duì)高分子聚合物減阻劑的減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)方法，同時(shí)建立減阻劑減阻效果預(yù)測(cè)模型，并給出了相關(guān)測(cè)試依據(jù)。以指導(dǎo)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理，為減阻劑的有效應(yīng)用提供量化分析方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型的建立方法。

本發(fā)明提供的減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型的建立方法，該方法具體如下：

S1、建立加入減阻劑前輸油管道內(nèi)水力摩阻系數(shù)λ與加入減阻劑后輸油管道內(nèi)水力摩阻系數(shù)λ_DR的關(guān)系式：

其中，ppm表示減阻劑濃度，λ₂為湍流附加應(yīng)力對(duì)摩阻系數(shù)的貢獻(xiàn)；λ₂f(ppm)為加入減阻劑后相對(duì)于加入減阻劑前輸油管道內(nèi)水力摩阻系數(shù)λ的減小量；

S2、建立加入減阻劑前輸油管道內(nèi)水力摩阻系數(shù)λ、湍流附加應(yīng)力對(duì)摩阻系數(shù)的貢獻(xiàn)λ₂，湍流附加應(yīng)力τ₂以及整個(gè)流動(dòng)的剪切應(yīng)力τ的關(guān)系式：

S3、通過混合長(zhǎng)度理論知湍流附加應(yīng)力τ₂與整個(gè)流動(dòng)的剪切應(yīng)力τ的關(guān)系式

K₁為流動(dòng)特性系數(shù)，數(shù)量級(jí)10^-5，通過求得；

式中，u為流速；D為管道內(nèi)徑，l為混合長(zhǎng)度，Re為雷諾數(shù)，無因次；

S4、將式(7)，式(10)帶入式(1)得加入減阻劑后輸油管道內(nèi)水力摩阻系數(shù)λ_DR表達(dá)式為

S5、設(shè)加入的減阻劑濃度對(duì)湍流附加應(yīng)力影響的函數(shù)關(guān)系為f(ppm)＝[1-exp(-k·ppm)]，帶入公式(12)獲得減阻劑減阻效果評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)模型：

其中DR為加減阻劑后減阻率，ppm表示減阻劑濃度，k為遞減率，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合待定系數(shù)法進(jìn)行反算求得，k∈(0，1)。

較佳地，步驟S1式(1)中加入減阻劑前輸油管道內(nèi)的水力摩阻系數(shù)λ通過Colebrook公式(2)求得：

其中，Δ為管道當(dāng)量粗糙度，D為管道內(nèi)徑，m，Re為雷諾數(shù)；