微管道油溶性减阻剂减阻性能实验研究

李梦洁¹，陶明毅¹，张恩杰¹，陈思辰¹，李洪言¹，林 灿²

（1.山东石油化工学院石油工程学院，山东 东营 257061；

2.山东科创自动化技术有限公司，山东 东营 257000）

摘  要：成品油管道作为油气管网的重要组成部分，是输送汽、柴油等成品油的主要载体。随着能源需求的持续攀升，成品油管道流动摩擦阻力导致的能耗问题日益凸显。减阻剂作为提升运输效率的关键技术，其流动特性研究具有重要的工程应用价值。针对T40、T50型高分子减阻剂，通过成品油微流减阻测试装置，以柴油为传输介质，测试不同工况参数对减阻效率的影响规律，并运用响应面法优化实验设计，得到减阻剂最优区域参数。实验结果表明，当T50油溶性减阻剂在管径为1.1mm、浓度为50mg/L、流量为200mI/min时，得到最大减阻率25.9%，并且减阻效果优于T40油溶性减阻剂。研究通过探究T40、T50油溶性减阻剂的性能，为工业管道减阻工艺优化提供参考。

关键词：减阻剂；湍流；响应面法

自20世纪60年代开始，日趋紧张的国际能源问题，特别是国际能源危机的发生，激起石油工业的迅猛发展，促使新油田和油田新的储量不断被发现，原油产量上升，原有的石油管道的输送能力已难以满足国际能源的巨大需求。在这种情况下，人们开始了对减阻剂的研究。随着相关研究的不断深人，减阻剂的性能评价方法以及结构与减阻性能的关系等方面都取得了显著成果，这为其减阻性能的优化与拓展应用提供了理论技术支持。

Mahmood等研究开发了一种新型改性的有机油溶性减阻剂，对其减阻性能进行了系统的实验研究。Alsurakji等研究评估了2种减阻聚合物对单相水油流、两相空气-水和空气-油流、三相空气-油-水流能效的影响。Tan等[”通过室内环境实验系统考察了减阻聚合物对油水两相流动特性的影响规律。Cheng等通过实验研究了减阻剂在毫米级管道中的减阻性能，采用响应面法（RSM）设计实验方案，对实验数据进行了系统分析，证明在小尺度完全湍流区域具有良好的适用性。张昕等对高分子湍流减阻技术在油气行业的实际应用状况做了详细说明，且结合实际事例，深入剖析了该技术在促进油气输送效率、降低能耗及运营成本方面的明显成效。刘非凡等以实验数据和理论模型的耦合分析为基础，研究核实了减阻机理与流动状态间的强关联性，为管道输运系统的减阻优化提供了理论依据跟技术扶持。

前人针对减阻剂的研究成果丰硕，在基础特性、适用场景、作用机制等方面取得诸多突破。然而，现有研究仍存在一定局限性，对于复杂实际工况的模拟尚显不足，大多数研究仅聚焦于单一或少数环境因素对减阻剂性能的影响规律，未能充分考量多因素耦合作用下的减阻效果。本文以T40及T50油溶性减阻剂为研究对象，通过研究2种油溶性减阻剂在复杂流动中的减阻特性，测定不同浓度减阻剂所对应的流量、摩阻系数、减阻率等关键参数，并结合响应面法，建立油溶性减阻剂减阻效果的影响参数的数学模型，优选合适的减阻剂，以期为油溶性减阻剂在管道中的应用提供依据。

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