摘要：依托流体可视化环道装置,设计并加工稠油掺气减阻模拟装置,实验研究水平管内两种稠油模拟油掺气流动阻力特性,拍摄不同气液流量比下的管流流型,分析不同实验条件下气相对稠油的减阻效果并建立相应的压降预测模型。结果表明:在气液比0~15范围内,共观察到六种流型,分别是泡状流、弹状流、分层流、段塞流、环状流、雾状流。220#与440#模拟油所对应的管路减阻率分别在气液比1.17和0.96时达到最大值48.19%和33.76%,当掺气比为0.9~1.2时,减阻率均可维持在20%以上。其机理可归结为空气使油-油接触转变为油-气-油接触,降低了混合相的层间剪切应力。Dukler法不适用于高黏气液两相流,所建立的稠油-气两相压降模型预测值与实测值吻合良好,平均相对误差在20%以内。

摘要：针对稠油水环输送的中心油流偏心问题，提出稠油流动边界层在AFS-2水基泡沫作用下的模拟实验方法，设计加工相应的管流模拟装置及泡沫发生、注入与泡沫层生成系统。用201甲基硅油模拟稠油，实验研究稠油在水基泡沫作用下的水平管流阻力特性，分析泡沫与硅油的流速与流量比对硅油流动流型和减阻效果的影响。基于上部泡沫-下部液膜复合边界层假设，建立硅油-泡沫-液膜中心环状水平管流的压降预测模型。结果表明：20℃室温下，当泡沫与硅油流量比为0.2～0.5时，硅油流动减阻率高于70%，其机理可归结为油壁间形成了上部泡沫-下部液膜的复合隔离润滑层；理论预测值与实验测量值吻合良好，相对误差为-17.55%～9.76%。

摘要：目的解决集油管材界面润湿性与黏油性的不确定性问题。方法选用吉庆页岩油与采出水分别为试验液体与预润滑液体,采用接触角测定仪和改进的沾滴试验装置,分别测定2种页岩油与采出水在普通钢管、涂层钢管和柔性管及其水预润滑或锈蚀后的接触角与黏油量。结果普通钢管锈蚀前后水相接触角为52.5°和124.5°,锈蚀后的水相接触角增大72.0°,润湿性由亲水性转变为疏水性,油相接触角及润湿性则相反。3种管材表面的油、水接触角及黏油量随温度升高均表现出不同程度的减小,涂层钢管的亲油性受温度影响最显著,在151#井和020#井页岩油的油相接触角分别由104.0°、110.1°降至43.8°、46.1°,黏油厚度分别减小1.45mm和1.16mm。预润滑使3种管材的亲水性增强、亲油性减弱、油相黏附量降低,其中涂层钢管预润滑使151#井和020#井页岩油的黏壁厚度分别减小1.35、1.13 mm。涂层钢管通过升温或预润滑可改善页岩油的润湿性及流动摩阻。进一步分析固体表面能和黏附功与接触角的关系发现,随着固体材料表面能和黏附功的增大,固-液之间的接触角减小。结论测试分析不同因素对集油管道流固界面接触角和黏油性的影响规律,为油田集输管材基于润湿性与黏油性的比选提供基础数据与参考,从而极大减少了集输过程中的能量损失。

摘要：采用单一变量法研究了激光功率和温度对激光沉积制造Ti65钛合金高周疲劳性能的影响,通过光学显微镜、超声波探测仪和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对试样的显微组织、内部缺陷和断口形貌进行了分析.结果表明,不同功率试样的显微组织均为网篮组织,α相的含量明显高于β相的含量,高温下网篮组织中的α相发生粗化,晶粒内部出现一些块状α相,组织的均匀性下降.室温和高温条件下高功率和低功率试样的疲劳极限分别为454,398.5,371.5 MPa和336.25 MPa,同一温度下,高功率试样的疲劳极限要比低功率试样的疲劳极限高10%以上;同一功率下,室温试样的疲劳极限要比高温试样的疲劳极限高18%以上,温度对于高周疲劳的影响更大.激光沉积制造Ti65钛合金试样内部存在气孔缺陷,低功率试样中气孔的数目多且直径大,其疲劳源均形核于气孔缺陷处,气孔直径越大,距离表面距离越近,裂纹萌生的越快,疲劳寿命越低,高功率试样中气孔的数目少且直径小,其疲劳源均萌生于表面裂纹,缺陷的存在对裂纹的萌生存在很大影响.

摘要：针对稠油水环输送管线因水环失稳破坏需重新启动的问题,基于自行研发设计的室内小型再启动环道模拟实验装置,以旅大油田四种普通稠油为研究对象,实验研究了稠油水环输送管道停输后以恒定水流量重新启动时,其再启动压降随时间的变化规律,讨论了持油率、油品黏度、停输时间及恒定水流速度对再启动压降的影响,应用IBM SPSS软件对正交再启动实验结果进行回归分析,建立再启动压降多元非线性回归模型,并通过192组实验数据验证其预测可靠性。实验结果表明:再启动压降随时间的变化可划分为压降衰减和压降恒定两个阶段;再启动压降与持油率、油品黏度、停输时间及恒定水流速度都呈正相关关系,但持油率与恒定水流速度的影响最显著;再启动压降的模型预测值与实验测量值吻合较好,其相对误差均在±10%范围以内。

摘要：基于自主搭建的水润滑稠油减阻环道系统,采用黏度比为1176、密度比为0.9的矿物油和自来水,系统研究了水平管中油表观流速(0.12~0.93 m/s)和水表观流速(0.04~1.54 m/s)对流型分布、摩擦压降以及减阻效果的影响;评价了Rodriguez、Brauner和Colombo压降模型的适用性;考虑油核偏心的影响,围绕混合黏度修正了精度最高的Rodriguez模型。结果表明:环状流是实验工况下的主要流型;含水率在0.04~0.93时,压力梯度总存在一个最小值,超过该值后均以抛物线形式递增;混合流速低于临界值会导致环状流/塞状流向分层流转变、压降骤增;油壁间完整水膜可有效润滑和减阻,最大压力折减系数高达73.1;给出了新的混合黏度计算式,修正后Rodriguez模型的平均相对误差为3.89%。

摘要：针对稠油水环输送的水环流动改进问题,提出稠油流动边界层在聚丙烯酰胺(PAM)水环作用下的模拟实验方法,基于自主研发设计的室内油-水两相流可视化环道实验装置,采用500#白油模拟旅大稠油,实验研究了稠油-水环状流外环水相中添加PAM前后的流型特征与阻力特性,评价了PAM对水环润滑的协同减阻效果,分析了PAM对水环流动稳定性的作用机理。实验结果表明:PAM对稠油-水环状流的流型特征与阻力特性均有显著影响,使环状流的分布区域缩小,其缩减区域转变为分层流和塞状流,当其为分层流时减阻作用丧失;当油相表观流速为0.23~0.90m/s时,PAM减阻率随含水率增加先迅速增大后缓慢减小,在测试范围内最高达35%。研究结果可为稠油水环输送工艺优化提供理论指导和技术支持,也可为稠油管输流动改进提供新理念与新方法。

摘要：油水两相流广泛存在于油田生产中,其流动黏度的准确测定直接影响集输工艺设计的合理性与运行管理的科学性,但现有技术尚不能满足其快捷与准确测定的需要。为此,分别以二甲基硅油、吉7稠油和CZ27稠油为油相,自来水为水相,制备不同的油水不相溶体系;采用Anton-Paar Rheolab QC同轴圆筒流变仪及配套DIN53019转子系统,测试其流变特性;分析含水率、温度和剪切速率对油水不相溶体系流变特性的影响,建立相应的流变模型。结果表明,高黏度油相与水组成的油水不相溶体系在本实验剪切速率范围内表现出与纯油相相同的流变特征;根据含水率的不同,表观黏度变化趋势可分为四个区间：含水0数40%的无影响区,40%数55%的线性变化区,55%数75%的波动区,75%数93%的线性变化区;二甲硅油及其油水不相溶体系表现为牛顿流体流变特性,而乳化稠油及其油水不相溶体系表现为剪切稀释性。

摘要：为大大提高目标检测工作效率,同时为了实现路面裂缝目标检测卷积神经网络的轻量化,提出一种基于改进MobileNet-SSD的路面裂缝图像检测算法。该检测算法在之前采用轻量化卷积神经网络MobileNet的SSD算法基础上设计一种基于感受野提升的检测模块。将深度可分离卷积融合后的特征信息输入到感受野提升模块中,提升感受野范围增强特征信息提取。引入批量归一化算法(Batch Normalization,BN)提升算法的稳定性,提高网络泛化能力。实验结果表明:在公开Concrete Crack Images for Classification裂缝数据集上所提算法均值平均精度(mAP)比改进前的MobileNet-SSD算法提升2.92个百分点,在搭载RTX 2070 SUPER的计算机上平均处理速度可达到50帧/s。所提算法在Concrete Crack Images for Classification裂缝数据集取得较好的检测效率。

摘要：基于自主设计加工并搭建的水环输送稠油减阻模拟管路系统,采用500#白油模拟稠油,试验研究了稠油在水环作用下的水平管流阻力特性,分析了油相表观流速(0.3~1.0m/s)、水相表观流速(0.11~0.72m/s)及入口含水率(0.13~0.49)对水润滑管流流型特征及减阻效果的影响。结果表明:环状水膜可有效隔离并润滑油壁界面,油-水两相流流型总体上呈稳定的偏心环状流结构;水环输送可大幅降低管道输送过程中的压降,其压降值仅为相同油流量下纯油输送压降的1/55~1/27;当入口含水率为0.13~0.27时,水环输送的效能显著,输油效率均高于40;油相表观流速和入口含水率的增加会增大单位管长压降,降低水环输送的减阻效果和输油效能。