重庆科技学院《油气集输工程》实验指导书课程名称油气集输工程
适用专业油气储运工程
石油与天然气工程学院
2009 年5月
目录
《油气集输工程》课程教学大纲 (1)
实验一乳状液的制备和性质 (4)
实验二天然气中微量水分含量的测定 (8)
《油气集输工程》课程教学大纲
开课单位：油气储运教研室
课程负责人：梁平
适用于本科油气储运工程专业
教学时数：64学时
一、课程概况
《油气集输工程》课程是油气储运工程专业的专业方向限选课。课程较全面地介绍天然气及原油矿场集输与预处理的各主要环节的工艺原理和生产管理方法。
通过本课程的教学，使学生初步掌握天然气原油集输和预处理中各生产环节的工艺原理、设备、参数选择、调节和生产管理的基本知识，为学生学习《油气管道设计与管理》及《毕业设计》,并为将来学生毕业能较快地适应油气集输系统的设计操作和生产管理工作打下基础。
本课程的先修课程主要有《工程流体力学》、《工程热力学与传热学》。
本课程的后续课程主要有《油气管道设计与管理》、《毕业设计》等。
二、教学基本要求
通过本课程的学习，学生应掌握天然气与原油集输系统各生产环节的工艺原理、参数选择、设备操作及生产管理的基本知识，熟悉天然气与原油集输管网、站场的工况分析和基本设计方法，掌握相关设计方法。
三、教学内容及要求
1．绪论
教学内容：天然气的化学组成与分类，商品气的质量要求。
基本要求：了解商品气的质量要求，掌握天然气的化学组成与分类。
重点：天然气的化学组成与分类。
2．天然气的基本特性
教学内容：天然气的基本物理性质，水合物的形成与防止。
基本要求：掌握天然气的基本物理性质，掌握天然气中水汽含量确定方法，掌握水合物的形成条件及防止方法。
重点：水合物的防止方法。
难点：抑制剂的注入量计算。
3．天然气矿场集输系统
教学内容：天然气储运系统的构成，气田集输管网及气田集输工艺。
基本要求：了解天然气储运系统的构成及气田集输管网，掌握气田常用的两种集输工艺。
重点，气田常温、低温集气工艺流程。
4．油气集输设备
教学内容：分离设备、换热设备及塔设备的工作原理、设备分类及结构，简单分离设备设计。
基本要求：理解塔设备的基本结构、分类与工作原理，掌握分离设备、换热设备的基本工作原理、结构及基本设计。
重点：分离器的分离原理。
难点：重力式分离器的设计。
5．天然气脱水
教学内容：甘醇吸收脱水，吸附法脱水。
基本要求：掌握吸收法脱水的工艺流程，理解处理过程相关参数的确定，掌握吸附法脱水常用吸附剂特性，工艺流程，理解吸附剂脱水及再生过程，了解吸附剂处理参数。
重点：三甘醇脱水的处理工艺流程。
难点：吸附剂脱水的吸附过程和再生过程。
6．提取天然气中的液烃
教学内容：天然气凝液回收的目的，常用凝液回收工艺。
基本要求：了解天然气凝液回收的目的，掌握天然气凝液回收工艺。
重点：低温分离法。
7．天然气脱硫
教学内容：脱硫方法介绍。
基本要求：了解常用脱硫方法。
8．石油的组成和性质
教学内容：石油的化学组成，石油及油品的物理性质，原油的分类。
基本要求：了解石油的化学组成，掌握石油及油品的物理性质，掌握原油的分类。
重点：原油分类。
难点：特性因数的理解。
9．原油集输流程
教学内容：集输站场的类型和功能，原油集输流程，常用集油工艺，不加热集油工艺。
基本要求：了解原油集输站场的类型和功能，掌握原油集输流程，掌握常用集油工艺。
重点：原油集输流程。
10．原油净化
教学内容：原油乳状液，破乳方法，原油脱水工艺流程，原油集输系统脱砂。
基本要求：掌握乳状液的形成条件及破乳方法，掌握常用原油脱水工艺，了解原油系统脱砂方法。
重点：乳状液破乳方法。
难点：电法破乳脱水的原理。
11．原油稳定
教学内容：原油稳定方法，稳定工艺的选择，原油稳定设备。
基本要求：了解原油稳定原理，掌握原油稳定方法，掌握原油稳定设备工作原理。
重点：原油稳定工艺。
1．推荐教材
梁平.《天然气集输技术》. 北京：石油工业出版社. 2008。
蒋洪、刘武. 《原油集输工程》. 北京：石油工业出版社. 2005。
2．推荐参考书
王光然.《油气集输工程》. 北京：石油工业出版社. 2006。
冯叔初、郭揆常、王学敏.《油气集输》. 山东东营：石油大学出版社. 2002。
七、执行大纲说明
1．本课程采用课堂讲授为主。为了达到良好的教学效果，除采用启发式的教学方法外，还将在教学过程中注重自学能力的培养，并逐步引入和完善多媒体教学、模型教学和演示教学等手段。
2．大纲适用于多学时《油气集输工程》课程时，可加强天然气脱硫；大纲适用于少学时《油气集输工程》课程时，可弱化油气集输设备的内容。
执笔人：梁平
审核人：游赟
实验一乳状液的制备和性质
一、实验目的：
1．了解乳状液的基本性质。
2．掌握制备乳状液及鉴别其类别的方法。
二、实验内容
1．制备不同类型的乳状液
2．对所制备的乳状液进行类型鉴别
三、实验原理
乳状液是两种或两种以上互不相溶的液体组成的分散体系。其中的一种或数种液体以小液滴的形式分散在另一种液体中，分散的液滴称为分散相或内相，未分散成液滴的液体称为分散介质或外相。一般情况下，一种液体是水，另一种液体是不溶于水的有机溶剂，如石油、苯、四氯化碳、石油醚等，总称为“油”。假如是油分散在水中而形成的乳状液，则油为分散相，水为分散介质，称为“水包油”型乳状液，记为O/W；反之，若水为分散相，油为分散介质，则称为“油包水”型乳状液，记为W/O。分散相的液滴一般在1-50微米之间，借助普通显微镜，就可清楚地观察到。
将两种互不相溶的液体放在一起，用力振荡，即可得乳状液。但是这种乳状液极不稳定，一旦停止搅动就会分层。要得到稳定的乳状液，必须加入第三种物质——乳化剂，它们是一些表面活性物质。这些物质具有极性基团和非极性基团，当它吸附在油水界面时，就能降低界面张力，而且形成一定强度的保护膜，从而使乳状液稳定。
乳化剂还能决定乳状液的类型，如同为金属皂类，若用钠皂作为乳化剂，则生成O/W 型乳状液；若用钙皂作为乳化剂，则生成W/O型乳状液。
在实验室里主要选用油酸钠、油酸钙、失水山梨醇油酸酯（商品名称Span）、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯（商品名称Tween）等表面活性剂作为乳化剂。
一般采用的鉴别乳状液类型的方法有：
1．稀释法；
2．染色法；
3．电导法；
4．滤纸润湿法（此法不适用于易于铺展的油类，如苯、环己烷、甲苯等所形成的W/O乳状液）。
常用的破乳方法有下列几种：
1．置换法；
2．化学破乳法；
3．高压电法（只适用于W/O型乳状液）；
4．加热沉降法。
四、实验仪器药品
DDS—11A型电导率仪一台；磨口锥瓶100ml 4只；200ml 1只；滴定管25ml 1只；试管6只；滴管若干；显微镜一台；酒精灯1个；烧杯50 ml 1只；量筒10 ml 1只；50 ml 1只。
应配制的试剂：
2%油酸钠水溶液；0.2%油酸钙苯溶液；0.2%Tween-80水溶液；0.2%Span-80苯溶液；1%苏丹Ⅲ苯溶液；0.5%次甲基监水溶液；0.05N氯化钙溶液。
应准备的药品：
苯（分析纯）；冰醋酸（分析纯）；戊醇（分析纯）。
五、实验步骤
1．制备
（1）取2%油酸钠溶液40ml于200ml磨口锥形瓶中，加入2ml苯，激烈振荡半分钟，再加入2ml苯，再激烈振荡半分钟，直至加入苯的总量为40ml时为止。仔细观察每次加苯及振荡后的现象，塞紧锥形瓶备用。此为乳状液Ⅰ。
（2）取0.2%油酸钙溶液14ml于100ml磨口锥形瓶中，每次加入1ml水，激烈振荡半分钟，直至加入6ml水为止。塞紧锥形瓶，备用。此为乳状液Ⅱ。
（3）取0.2%Tween-80溶液10ml于100ml磨口锥表瓶中，每次加入1ml苯，激烈振荡半分钟，直至加入10ml苯为止。塞紧锥形瓶备用。此为乳状液Ⅲ。
（4）取0.2%Span-80溶液14ml磨口锥形瓶中，按（2）操作。此为乳状液Ⅳ。
注：乳状液Ⅰ、Ⅱ为必制，Ⅲ、Ⅳ为选制。
2．鉴别类型
（1）稀释法：取试管1支，装水一半，用玻璃棒蘸取乳状液Ⅰ少许于水中，轻轻搅拌，观察现象并记录之。
（2）染色法：取2ml乳状液Ⅰ于试管中，加入苏丹Ⅲ溶液2滴，摇匀。取乳状液Ⅰ滴于载片上，在显微镜下观察之，记下显红色的是分散相还是分散介质。
再用次甲基监溶液，按上述操作，观察赤蓝色的是分散相还是分散介质？并记录之。（3）电导法：将30ml乳状液Ⅰ倒入50ml小烧杯中，按测定电导的方法操作，视指南针偏转的大小，确定乳状液的类型。
（4）在上述三种方法中，任选一种方法，对乳状液Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ进行鉴别，并记录所
观察的现象。
3．乳状液的转相
取20ml乳状液于100ml磨口锥形瓶中，用滴定管逐步加入0.5NCaCl2溶液，每次加入1ml，激烈振荡半分钟后，测定其电导率，观察电导率随CaCl2溶液加量的变化，至导电率突然下降为止。用染色法确定其类型。
4．破乳
（1）取乳状液12ml于试管中，加入2ml戊醇，剧烈振荡后，静置数分钟，目测所发生的变化，并取少量乳状液，在显微镜下观察之。记录所看到的现象。
（2）取2ml乳状液Ⅰ于试管中，缓慢加入2ml冰醋酸，观察其变化情况。振荡后静置，得到什么现象？并用显微镜观察之。
（3）取半试管乳状液Ⅰ，在酒精灯下缓慢加热至约800C时，停止加热，并将试管静置数分钟，观察现象。
六、实验数据及处理
1．将对各种乳状液的鉴别及观察到的现象，按下表记录，并确定其类型：
2．将各次实验现象按下表记录，并解释各种现象的原因。
七、思考题：
1．形成乳状液的类型与哪些因素有关？
2．试讨论决定乳状液稳定的因素。
3．氯化钙为强电解质，为什么加入到乳状液中，乳状液的电导率会随其加入量的增加而降低？
八、实验报告要求
1．实验名称：要用最简练的语言反映实验的内容。
2．实验目的：要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。
3．实验原理：要写明依据何种原理、操作方法进行实验。
4．仪器和材料：选择主要的仪器和材料填写。如能画出实验装置的结构示意图，再配以相应的文字说明更好。
5．操作步骤：要写明经过哪几个具体实验操作步骤，也可用流程图说明。
6．实验结果：从实验中测到的数据计算结果，或从图像中观察实验现象。
7．分析与讨论：是根据实验过程中所见到的现象和测得的数据进行讨论，首先要判断实验结果是否为预期的，然后根据自己所掌握的理论知识和查阅资料所获得的知识，对实验结果进行有针对性的解释、分析，做出结论。讨论可写上实验成功或失败的原因，对实验中的异常现象、实验(设计)后的心得体会、改进建议等等。
8．思考题：实验完成后对思考题的解答。
实验目的：
1．了解乳状液的基本性质。
2．掌握制备乳状液及鉴别其类别的方法。
基本原理：
乳状液是两种或两种以上互不相溶的液体组成的分散体系。其中的一种或数种液体以小液滴的形式分散在另一种液体中，分散的液滴称为分散相或内相，未分散成液滴的液体称为分散介质或外相。一般情况下，一种液体是水，另一种液体是不溶于水的有机溶剂，如石油、苯、四氯化碳、石油醚等，总称为“油”。假如是油分散在水中而形成的乳状液，则油为分散相，水为分散介质，称为“水包油”型乳状液，记为O/W；反之，若水为分散相，油为分散介质，则称为“油包水”型乳状液，记为W/O。分散相的液滴一般在1-50微米之间，借助普通显微镜，就可清楚地观察到。将两种互不相溶的液体放在一起，用力振荡，即可得乳状液。但是这种乳状液极不稳定，一旦停止搅动就会分层。要得到稳定的乳状液，必须加入第三种物质——乳化剂，它们是一些表面活性物质。这些物质具有极性基团和非极性基团，当它吸附在油水界面时，就能降低界面张力，而且形成一定强度的保护膜，从而使乳状液稳定。
乳化剂还能决定乳状液的类型，如同为金属皂类，若用钠皂作为乳化剂，则生成O/W型乳状液；若用钙皂作为乳化剂，则生成W/O型乳状液。
在实验室里主要选用油酸钠、油酸钙、失水山梨醇油酸酯（商品名称Span）、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯（商品名称Tween）等表面活性剂作为乳化剂。
一般采用的鉴别乳状液类型的方法有：
1．稀释法；
2．染色法；
3．电导法；
4．滤纸润湿法（此法不适用于易于铺展的油类，如苯、环己烷、甲苯等所形成的W/O乳状液）。
常用的破乳方法有下列几种：
1．置换法；
2．化学破乳法；
3．高压电法（只适用于W/O型乳状液）；
4．加热沉降法。
仪器设备：
DDS—11A型电导率仪一台；磨口锥瓶100ml 4只；200ml 1只；滴定管25ml 1只；试管6只；滴管若干；显微镜一台；酒精灯1个；烧杯50 ml 1只；量筒10 ml 1只；50 ml 1只。
实验步骤：
1．制备
（1）取2%油酸钠溶液40ml于200ml磨口锥形瓶中，加入2ml苯，激烈振荡半分钟，再加入2ml苯，再激烈振荡半分钟，直至加入苯的总量为40ml时为止。仔细观察每次加苯及振荡后的现象，塞紧锥形瓶备用。此为乳状液Ⅰ。（2）取0.2%油酸钙溶液14ml于100ml磨口锥形瓶中，每次加入1ml水，激烈振荡半分钟，直至加入6ml水为止。塞紧锥形瓶，备用。此为乳状液Ⅱ。
（3）取0.2%Tween-80溶液10ml于100ml磨口锥表瓶中，每次加入1ml苯，激烈振荡半分钟，直至加入10ml苯为止。塞紧锥形瓶备用。此为乳状液Ⅲ。
（4）取0.2%Span-80溶液14ml磨口锥形瓶中，按（2）操作。此为乳状液Ⅳ。
注：乳状液Ⅰ、Ⅱ为必制，Ⅲ、Ⅳ为选制。
2．鉴别类型
（1）稀释法：取试管1支，装水一半，用玻璃棒蘸取乳状液Ⅰ少许于水中，轻轻搅拌，观察现象并记录之。
（2）染色法：取2ml乳状液Ⅰ于试管中，加入苏丹Ⅲ溶液2滴，摇匀。取乳状液Ⅰ滴于载片上，在显微镜下观察之，记下显红色的是分散相还是分散介质。
再用次甲基监溶液，按上述操作，观察赤蓝色的是分散相还是分散介质？并记录之。
（3）电导法：将30ml乳状液Ⅰ倒入50ml小烧杯中，按测定电导的方法操作，视指南针偏转的大小，确定乳状液的类型。
（4）在上述三种方法中，任选一种方法，对乳状液Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ进行鉴别，并记录所观察的现象。
3．乳状液的转相
取20ml乳状液于100ml磨口锥形瓶中，用滴定管逐步加入0.5NCaCl2溶液，每次加入1ml，激烈振荡半分钟后，测定其电导率，观察电导率随CaCl2溶液加量的变化，至导电率突然下降为止。用染色法确定其类型。
4．破乳
（1）取乳状液12ml于试管中，加入2ml戊醇，剧烈振荡后，静置数分钟，目测所发生的变化，并取少量乳状液，在显微镜下观察之。记录所看到的现象。
（2）取2ml乳状液Ⅰ于试管中，缓慢加入2ml冰醋酸，观察其变化情况。振荡后静置，得到什么现象？并用显微镜观察之。
（3）取半试管乳状液Ⅰ，在酒精灯下缓慢加热至约800C时，停止加热，并将试管静置数分钟，观察现象。
思考题：
1．形成乳状液的类型与哪些因素有关？
2．试讨论决定乳状液稳定的因素。
3．氯化钙为强电解质，为什么加入到乳状液中，乳状液的电导率会随其加入量的增加而降低？
实验要求：
1．实验名称：要用最简练的语言反映实验的内容。
2．实验目的：要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。
3．实验原理：要写明依据何种原理、操作方法进行实验。
4．仪器和材料：选择主要的仪器和材料填写。如能画出实验装置的结构示意图，再配以相应的文字说明更好。5．操作步骤：要写明经过哪几个具体实验操作步骤，也可用流程图说明。
6．实验结果：从实验中测到的数据计算结果，或从图像中观察实验现象。
7．分析与讨论：是根据实验过程中所见到的现象和测得的数据进行讨论，首先要判断实验结果是否为预期的，然后根据自己所掌握的理论知识和查阅资料所获得的知识，对实验结果进行有针对性的解释、分析，做出结论。讨论可写上实验成功或失败的原因，对实验中的异常现象、实验(设计)后的心得体会、改进建议等等。
8．思考题：实验完成后对思考题的解答。
实验材料：
应配制的试剂：
2%油酸钠水溶液；0.2%油酸钙苯溶液；0.2%Tween-80水溶液；0.2%Span-80苯溶液；1%苏丹Ⅲ苯溶液；0.5%次甲基监水溶液；0.05N氯化钙溶液。
应准备的药品：
苯（分析纯）；冰醋酸（分析纯）；戊醇（分析纯）。
实验二 天然气中微量水分含量的测定
一、实验目的
1．掌握USI 型微量水分测量仪的基本测量方法；
2．了解电解法测气体含量的基本原理。
二、实验内容
用电解法测定天然气中微量水分含量
三、实验原理
USI 型微量水分测量仪是电解式湿度计，或称库仑法电解温度计。其测量原理是基于法拉第电解定律，即电解一个摩尔当量的物质所需要的电量是9650库仑，对水来说一个摩尔当量有9.01克。
分析仪的主要部分是一个特殊的电解池，池壁上绕有两根并行的螺旋形铂丝作为电解极。铂丝间涂有水化五氧二磷（P 2O 5）薄膜，P 2O 5具有很强的吸水性，当被测气体经过电解池时，其中的水分被完全吸收，产生磷酸溶液。
32522HPO O H O P →+
若在两根铂丝间通过直流电压，即起电解作用产生氢和氧，并使P 2O 5复原。
52223O 2P O 2H 4HPO ++→
在连续测量时，电解池内的吸收和电解过程同时发生。当气流速度不变时，电解电流I 与气体中水分的绝对含量有精确的线性关系，若维持气体温度与压力不变则I 与水分的PPm 浓度C 也有线性关系：
KC I =
式中K ——比例常数
当气体流速为100毫升/分，温度为293K ；气压为0.101Mpa 时，K=13.22μA/PPm 。若流量为F '，则比例系数应按下式求得：
13.2
K 100F '=' 若温度为T '，压力为P '，此时的比例系数K '可由理想气体状态方程求得：
T V P T PV '
''=
T P T P F F F F V V ''='∴'='
若F=100ml/min ，P=0.101Mpa ，T=298K ，则有
P 298T 13.2K '
'=' 电解湿度计的常用量程范围在1PPm 至1000PPm 之间。为了使仪器有准确指示，所测气体应维持温度、压力及流量稳定。
当被测气体为氢气或氧气时，亦或气体中含有足量的氧、氢组分时，在测量时将促进第二个化学方程的平衡向左移动，促进一部分H 2与O 2再结合成H 2O 而进行第二次电解，从而使测量发生偏差。
如果被测气体中含有硫化氢（H 2S ）、二氧化碳（CO 2）等酸性气体时，易使五氧化二磷——电极中毒。因此，此微量水分析仪不宜用来测量含硫天然气的含水量。
四、仪器药品
USI 型微量水分测量仪一台；
高压氮气钢瓶一个；
石油液化气罐一个；
硅胶干燥器一个；
分子筛干燥器一个；
三甘醇干燥器一个。
五、实验步骤
1．干燥水分测量仪中的电解池，干燥流程如下：
N 2↑ → 硅胶干燥器 → 分子筛干燥器 → 水分测定仪。
干燥氮气流速为20ml/min 干燥电解池，当测定仪上的气体含水量指示低于200PPm 以下时，将电压开关置于45V ，并加大气体流速至100ml/min ，旁通气流量为1 l/min ，继续干燥电解池，直至表头指示降至5PPm 以下为止，并记录此值，作为本底电流值（该仪器不可消除的基础电流值）。
2．测量石油液化气含水量
（1）复式床层干燥气体测量流程：
石油液化气 → 三甘醇干燥器 → 硅胶干燥器 → 分子筛干燥器 → 水分测定仪。
石油液化气流速为100ml/min ，旁通流量为1 l/min ，当表头指示基本稳定时，即可读数并记录之。
（2） 三甘醇干燥气体测量流程：
石油液化气 → 三甘醇干燥器 → 水分测定仪。
测量方法与气体含水量计算方法同（1）。
（3） 湿石油液化气含水量测量流程：
石油液化气 → 水分测定仪。
测量方法与气体含水量计算方法同（1）。
六、数据处理
1．计算各测量流程的石油液化气的含水量。
石油液化气的含水量按下式计算：
石油液化气实际含水量 = 仪表指示值 — 本底电流值（PPm ）
如果气体的含水量高于30PPm ，则本底电流值可忽略。
2．将PPm 值换算为该石油液化气的露点。
注：气体含水量PPm 值与克/米3之间的换算关系为：
克/米3 = 1000
PPm 2932734.2218?? 七、思考题
1．在测量气体的含水量时，为什么要从最干燥的气体测起？
2．如何正确操作氮气钢瓶和石油液化气储罐？
3．电解式湿度计测量气体含水量的适用范围？
八、实验报告要求
1．实验名称：要用最简练的语言反映实验的内容。
2．实验目的：要抓住重点，可以从理论和实践两个方面考虑。
3．实验原理：要写明依据何种原理、操作方法进行实验。
4．仪器和材料：选择主要的仪器和材料填写。如能画出实验装置的结构示意图，再配以相应的文字说明更好。
5．操作步骤：要写明经过哪几个具体实验操作步骤，也可用流程图说明。
6．实验结果：从实验中测到的数据计算结果，或从图像中观察实验现象。
7．分析与讨论：是根据实验过程中所见到的现象和测得的数据进行讨论，首先要判断实验结果是否为预期的，然后根据自己所掌握的理论知识和查阅资料所获得的知识，对实验结果进行有针对性的解释、分析，做出结论。讨论可写上实验成功或失败的原因，对实验中的异常现象、实验(设计)后的心得体会、改进建议等等。
8．思考题：实验完成后对思考题的解答。
石油沥青试验作业指导书 1、适用范围： 本作业指导书适用于道路石油沥青、建筑石油沥青、专用石油沥青、普通石油沥青的质量指标的检验。 2、引用标准： GB494 SYB1661 SYB1665 SYB1663 GB4509 GB4508 GB4507 SY2805 SY2808 GB4510 3、试验方法 3.1 取样
3.1.1 采样工具 （1）采取膏状石油产品试样时，当在铁盒、白铁桶或袋子中取样时，使用长度约400mm的螺旋形钻孔器或活塞穿孔器；当在大桶或鼓形桶中取样时，使用长度约800mm的螺旋形钻孔器或活塞穿孔器。 3.1.2 一般要求 （1）用来鉴定全部质量指标，必须按照产品的国标、部标或技术规格中所规定的数量采取用于复查某项或数项质量指标，应采取足够分样，这些指标所需的试样数量。 （2）采样工具和容器必须清洁。采样工具和容器使用前后必须用汽油洗净、晾干、收藏。 （3）对于用来掺成一个平均试样所需的试样，允许用同一件采样工具，每次放入石油产品前不必洗涤。 3.1.3 不同试样取样要求 （1）从容器中采取可熔性固体石油产品试样 ①按容器的总件数的2%（但不应少于2件）采取试样。采出的试样以大约相等的体积制成一份平均试样。 ②将采样的大桶立起，顶盖朝上，用抹布将顶盖擦净后取下。刮掉产品表面直径约200mm，厚约10mm的一层，用灼热的刀子割取一块约1kg重量的试样。 将采样的木箱放好，盖子朝上，用抹布将盖子擦净后取下。袋装的产品将袋子打开，然后在每箱或袋中取出一块试样。 ③从每块试样的上、中、下部份割取3块体积大约相等的小块试样。
④将割取的小块试样装在一个清洁、干燥的容器中，交给实验室进行熔化，搅拌均匀后注入铁模内。 （2）从散装可熔性固体石油产品采取试样 在一批产品中要从不同位置选取一些大小相同的块料作为试样。同模铸成的石油产品每100件中采取的件数不应少于10件。未经模铸的石油产品，要在每吨中采取一块试样，但采出的块数不应少于10块。 从每块试样的不同部份割3块体积大约相等的小块试样。 将采出的试样装在一个容器中，交实验室熔化搅拌均匀后注入铁模内。 3.1.4 试样保管 （1）采取的试样（铸块），分成大约相等两份，每份用牛皮纸或羊皮纸包好。 （2）试样上应贴上标签，标签内容包括：产品名称、牌号、发货工厂、货物批号或大桶、铁盒、车、箱等编号，取样日期、产品标准代号及本中心对样品的所需要注明的内容。 （3）一份试样供实验分析用，另一份保存两个月，供仲裁试验用。 3.2 针入度测定 3.2.1 仪器设备 （1）针入度计 （2）标准针
苯甲酸红外光谱的测绘—溴化钾压片法制样 一、实验目的 1、了解红外光谱仪的基本组成和工作原理。 2、熟悉红外光谱仪的主要应用领域。 3、掌握红外光谱分析时粉末样品的制备及红外透射光谱测试方法。 4、熟悉化合物不同基团的红外吸收频率范围．学会用标准数据库进行图谱检索 及化合物结构鉴定的基本方法。 二、实验原理 红外光谱分析是研究分子振动和转动信息的分子光谱。当化合物受到红外光照射，化合物中某个化学键的振动或转动频率与红外光频率相当时，就会吸收光能，并引起分子永久偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应频率的透射光强度减弱。分子中不同的化学键振动频率不同，会吸收不同频率的红外光，检测并记录透过光强度与波数(1/cm)或波长的关系曲线，就可得到红外光谱。红外光谱反映了分子化学键的特征吸收频率，可用于化合物的结构分析和定量测定。 根据实验技术和应用的不同，我们将红外光划分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm；13158~40001/cm)，中红外区(2.5~25μm；4000~4001/cm)和远红外区(25~1000μm；400~101/cm)。分子振动伴随转动大多在中红外区，一般的红外光谱都在此波数区间进行检测。 傅立叶变换红外光谱仪主要由红外光源、迈克尔逊干涉仪、检测器、计算机和记录系统五部分组成。红外光经迈克尔逊干涉仪照射样品后，再经检测器将检测到的信号以干涉图的形式送往计算机，进行傅立叶变换的数学处理，最后得到红外光谱图。
傅立叶变换红外光谱法具有灵敏度高、波数准确、重复性好的优点，可以广泛应用于有机化学、金属有机化学、高分子化学、催化、材料科学、生物学、物理、环境科学、煤结构研究、橡胶工业、石油工业（石油勘探、润滑油、石油分析等）、矿物鉴定、商检、质检、海关、汽车、珠宝、国防科学、农业、食品、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、法庭科学（司法鉴定、物证检验等）、气象科学、染织工业、日用化工、原子能科学技术、产品质量监控（远距离光信号光谱测量：实时监控、遥感监测等）等众多方面。 三、仪器和试剂 1、Nicolet 5700 FT-IR红外光谱仪（美国尼高力公司） 2、压片机（日本岛津公司） 3、压片模具（日本岛津公司） 4、玛瑙研钵（日本岛津公司） 5、KBr粉末（光谱纯，美国尼高力公司） 6、苯甲酸（分析纯） 四、实验步骤 1、样品的制备（溴化钾压片法）
流动三部曲：石油在地层内向井底的流动；②石油沿井筒由井底向井口的流动；③石油在地面集输系统内的流动。 分离器的分类:功能不同，气液两相分离器和油气水三相分离器两种；按其形状不同，分卧式分离器、立式分离器、球形分离器等；按其作用：分计量分离器和生产分离器等；按其工作压力不同，又可分为真空分离器、低压分离器、中压分离器和高压分离器。液体分离分为一次分离、连续分离和多级分离三种。 天然气矿场集输管网是集输系统重要组成部分。集输管线包括采气管线、集气支线和干线。集气管网通常分为枝状、放射状、环状和成组状管网. 平衡常数通常是温度、压力和组成的函数 目前较常用混输管道流型图：贝克流型图，曼德汉流型图 分离器试压通常分强度试压和严密性试压两个阶段进行。试压介质一般用清水。天然气按压力-温度相特性：干气、湿气、凝析气、伴生气 按气体含量：世界上开采的天然气中约有30%含有H2S和CO。H2S >1%和/或CO2>2%的天然气称为酸天然气,否则称甜天然气。 PR方程是目前在油气藏烃类体系相态模拟计算使用最为普遍。 8种流型气泡流、气团流、分层流、波浪、段塞、不完全环状、环状、弥散流 根据连续性方程、动量方程和能量方程，气液两相管路处理常用的三种模型：均相流模型、分相流模型、流型模型 均相流模型用于计算气泡流和弥散流混输管道的压降与实际情况比较接近。 分相流模型与分层流、波状流和环状流的情况比较接近。 三相分离器具有将油井产物分离为油、气、水三相的功能，适用于有大量游离水的油井产物的处理。这种分离器在油田中高含水生产期的集输联合站内。 防止天然气水合物生成的方法：天然气脱水、天然气加热、降压法、天然气中注入水合物抑制剂 油气藏分为五种类型：不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气藏、气藏 油藏的驱动方式有：水压驱动、气压驱动、溶解气驱、重力驱动 按汽油比将油气井井流产物分：死油；黑油；挥发性原油；凝析气；湿气；干气蒸馏共有三种方式：闪蒸-平衡汽化、简单蒸馏-渐次汽化、精馏。精馏过程实质上是多次平衡汽化和冷凝的过程 天然气：气藏气、凝析气藏气和油藏伴生气。注蒸气蒸气驱动和蒸气吞吐两种方式分馏法可分为常压分馏和压力分馏。根据精馏塔的结构和回流方式的不同，分馏法又可分为提馏稳定法、精馏稳定法和全塔分馏稳定法等三种。 流程内只有集中处理站的称一级布站，有计量站和集中处理站的称二级布站，三级布站有计量站、转接站（为井流液相增压的设备）和集中处理站。 一级半布站：集中处理站之外，布置若干选井点，选井点仅设分井计量用的选井阀组，不设计量分离器和计量仪表。 影响反应速度的因素有：①酸的类型；②酸的浓度；③面容比；④酸液的流⑤地层温度；⑥地层压力。 按管路内流动介质的相数分：集输管路可分为单相、两相和多相流管路。输油管和输气管都属于单相管路。矿物集输管路中大约有70%属于两相或多相混输管路。按管路工作范围和性质分:集输管路分为油管、采气管、集油（气）管和输油/气管。常把段塞流分为三种：水动力段塞流；地形起伏诱发的段塞流；强烈段塞流。 强烈段塞流具有周期性，在一个周期内大致分为以下四个过程：①立管底部堵塞； ②立管排液；③液塞加速；④立管排气。
沥青试验作业指导书 一、沥青试样准备方法 1、目的与适用范围 （1）试验目的：通过规范的试样制备方法，为沥青的各项试验作准备，以确保试验结果的代表性和准确性。 （2）适用于粘稠道路石油沥青、煤沥青等需要加热后才能进行试验的沥青样品，按此方法准备的沥青供立即在试验室进行各项试验使用。每个样品的数量根据需要决定，常规测定宜不少于1.5kg。 （3）也适用于在试验室按照乳化沥青中沥青、乳化剂、水及外加剂的比例制备乳液的试样进行各项性能测试使用。每个样品的数量根据需要决定，常规测定宜不少于600g。 2、仪具与材料 （1）烘箱：200℃，装有温度调节器。
（2）加热炉具：电炉或其它燃气炉(丙烷石油气、天然气)。 （3）石棉垫：不小于炉具加热面积。 （4）滤筛：筛孔孔径0.6mm。 （5）沥青盛样器皿：金属锅或瓷坩埚 （6）乳化剂。 （7）烧杯：1 000mL。 （8）温度计：0℃～100℃及200℃，分度为0.1℃。 （9）天平：称量2 000 g，感量不大于1 g；称量100 g，感量不大于0.1 g。 （10）其它：玻璃棒、溶剂、洗油、棉纱等。 3、试验方法与步骤 热沥青试样制备 （1）将装有试样的盛样器带盖放入温烘箱中，当石油沥青试样中含有水分时，烘箱温度80℃右，加热至沥青全部熔化后供脱水用。当石油沥青中无水分时，烘箱温度宜为软
化点温度以上90℃，通常为135℃左右。对取来的沥青试样不得直接采用电炉或煤气炉明火加热。 （2）当石油沥青试样中含有水分时，将盛样器皿放在可控温的砂浴、油浴、电热套上加热脱水，不得已采用电炉、煤气炉加热脱水时必须加放石棉垫。时间不超过30min，并用玻璃棒轻轻搅拌，防止局部过热。在沥青温度不超过100℃的条件下，仔细脱水至无泡沫为止，最后的加热温度不超过软化点以上100℃(石油沥青)或50℃(煤沥青)。 （3）将盛样器中的沥青通过0.6mm的滤筛过滤，不等冷却立即一次灌入各项试验的模具中。根据需要也可将试样分装入擦拭干净并干燥的一个或数个沥青盛样器皿中，数量应满足一批试验项目所需的沥青样品并有富余。 （4）在沥青灌模过程中如温度下降可放入烘箱中适当加热，试样冷却后反复加热的次数不得超过2次，以防沥青老化影响试验结果。注意在沥青灌模时不得反复搅动沥青，应避免混进气泡。 （5）灌模剩余的沥青应立即清洗干净，不得重复使用。
1.适用范围 本指导书适用沥青路面等工程的设计、施工、养护以及质量检查、验收等各个阶段。 2.引用标准 2.1 检测依据： 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011） 2.2 判定依据： 《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004) 3.送样规则 3.1 沥青试验送样 进行沥青常规检验的取样数量为：黏稠沥青或固体沥青不少于4.0kg；液体沥青不少于1L；沥青乳液不少于4L。 进行沥青性质非常规检验及沥青混合料性质试验所需的沥青数量，应根据实际需要确定。 所有需加热的沥青试样必须存放在密封带盖的金属容器中，并在盛样器上（不得在盖上）标出识别标记，如来源、品种、取样日期、地点及取样人。 3.2 沥青混合料试验送样 取样数量应符合下列要求： 试样数量应根据试验目的决定，宜不少于试验用量的2倍。按现行规范规定进行沥青混合料试验的每一组代表性取样如下表。 常用沥青混合料试验项目的样品数量
平行试验应加倍取样。在现场取样直接装入试模成型时，也可等量取样。 取样材料用于仲裁试验时，取样数量除应满足本取样方法规定外，还应多取一份备用样，保留到仲裁结束。 取样后当场试验时，可将必要的项目一并记录在试验记录报告上。此时，试验报告必须包括取样时间、地点、混合料温度、取样数量、取样人等栏目。 取样后转送试验室试验或存放后用于其它项目试验时应附有样品标签，样品标签应记载下列事项： 1、工程名称、拌和厂名称及拌和机型号。 2、沥青混合料种类及摊铺层次、沥青品种、标号、矿料种类、取样时混合料温度及取样位置或用以摊铺的路段桩号等。 3、试样数量及试样单位。 4、取样人、取样日期。 5、取样目的或用途。 4.检测目的 为了确保沥青路面的施工质量，控制沥青及沥青混凝土性能指标特制定本作业指导书。 5.沥青试验 T001 沥青试样准备方法
《智能仪器》实验指导书 适用专业：电子信息专业 说明：实验课时数为8节课，可从以下实验中自行选取8学时进行实验 实验一模拟信号调理实验(有源滤波器的设计) 一、实验目的 1. 熟悉运算放大器和电阻电容构成的有源波器。 2. 掌握有源滤波器的调试。 二、实验学时 课内：2学时课外：2学时 三、预习要求 1. 预习有源低通、高通和带通滤波器的工作原理 2. 已知上限截止频率fH=480Hz，电容C=0.01uF,试计算图1所示电路形式的巴特沃斯二阶低通滤波器的电阻参数，运放采用OP-07。 3. 将图2中的电容C改为0.033uF,此时图2所示高通滤波器的下限截止频率fL=?。 四、实验原理及参考电路 在实际的电子系统中输入信号往往包含有一些不需要的信号成份,必须设法将它衰减到足够小的程度,或者把有用信号挑选出来。为此,可采用滤波器。 考虑到高于二阶的滤波器都可以由一阶和二阶有源滤波器构成，下面重点研究二阶有源滤波器。 1．二阶有源低通滤波器
二阶有源低通滤波器电路如图1所示。可以证明其幅频响应表达式为 图1 二阶有源低通滤波器图2 二阶有源高通滤波器 式中： 上限截止频率 当Q=0.707时，这种滤波器称为巴特沃斯滤波器。 2. 二阶有源高通滤波器 如果将图1中的R和C的位置互换，则可得二阶高通滤波器电路，如图2所示。令 和 可得其幅频响应表达式为
其下限截止频率 五、实验内容 1. 已知截止频率fH=200Hz，试选择和计算图1所示电路形式的巴特沃斯二阶低通滤波器的参数。运算放大器用OP-07。 2. 按图1接线，测试二阶低通滤波器的幅频响应。测试结果记入表1中。 表1 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 3. 按图2接线，测试二阶高通滤波器的幅频响应。测试结果记入表2中。 表2 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 4. 将图2中的电容C改为0.033uF，同时将1的输出与图2的输入端相连，测试它们串联起来的幅频响应。测试结果记入表3中。 表3 Vi=0.1V(有效值)的正弦信号 六、实验报告要求
1、露点 最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度5℃。 2、硫化氢含量：不大于20mg/m3。 3、C5＋含量：不大于10g/m3。 4、有机硫含量：不大于250mg/m3 1、组成要求 C1＋C2含量：不大于3％(分子百分数)； C5＋含量：不大于2％(分子百分数)； 2、饱和蒸汽压要求 38℃时的饱和蒸汽压不大于15个大气压（绝对）； -10℃时的饱和蒸汽压大于3个大气压（绝对）； 3、体积含水量要求 不大于0.5％； 油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于： a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加； b.自喷井间歇自喷或改抽； c.个别抽油井改为注水井； d.生产层系调整，油品物性发生变化。 可见，一元体系的相特性主要有以下特点： ?纯烃的饱和蒸气压仅仅是温度的单值函数，压力愈高，其饱和蒸气压愈大 ?纯烃气体温度愈高，愈不容易液化 ?临界压力和临界温度是气夜两相共存的最高压力和最高温度 可见，二元体系的相特性主要有以下特点： ?由P－T 图可以看出，相特性与二元体系的组成有关，重组分越多，特性向右偏移?饱和蒸气压不再是温度的单值函数，在某一温度下，气液处于平衡状态时的压力有一个范围，其大小和汽化率有关，汽化率愈小，饱和蒸气压愈大?二元体系的临界温度在构成二元体系的组分临界温度之间，临界压力多数情况下高于纯组分的临界压力 ?临界冷凝温度、临界冷凝压力是气液两相能平衡共存的最高温度和最高压力，在二元体系中临界温度和临界压力不再是气液能平衡共存的最高温度和最高压力?二元体系内，温度高于轻组分临界温度时，仍能使轻组分部分或全部液化 ?临界点附近存在反常区，有反常冷凝和反常汽化现象 强列断塞流的抑制 ?设计 ?减小立管直径 ?增加附加设备 ?立管底部注气 ?采用海底气液分离器或海底液塞捕集器 ?在海底或平台利用多相泵增压 ?立管顶部节流 多级分离与一级分离的比较 ◆多级分离所得的储罐原油收率高 ◆多级分离所得的原油密度小 ◆原油组成合理，蒸汽压低，蒸发损耗少，效果好
混凝土基本理论及钢桁架静力测试试验指导书
试验一、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验 一、试验目的 1．了解受弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝出现和发展过程； 2．观察了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征； 3．测定受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。 二、试件、试验仪器设备 1．试件特征 （1）. 根据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为C20，纵向受力钢筋强度等级Ｉ级。 （2）. 试件尺寸及配筋如图1所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为15mm 。 （3）. 梁的中间500mm 区段内无腹筋，其余区域配有 6@60的箍筋，以保证不发生斜 截面破坏。 （4）. 梁的受压区配有两根架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。 2．试验仪器设备 （1）. 静力试验台座、反力架、支座及支墩 （2）. 20T 手动式液压千斤顶 （3）. 读数显微镜及放大镜 （4）. 位移计（百分表）及磁性表座 三、试验装置及测点布置 1．试验装置见图2 （1）. 在加荷架中，用千斤顶通过分配梁进行两点对称加载，使简支梁跨中形成长 500mm 的纯弯曲段（忽略梁的自重）。 （2）. 构件两端支座构造应保证试件端部转动及其中一端水平位移不受约束，基本符 合铰支承的要求。 2．测点布置 梁的跨中及两个对称加载点各布置一位移计f 3～f 5，量测梁的整体变形，考虑在加载的过程中，两个支座受力下沉，支座上部分别布置位移测点f 1和f 2，以消除由于支座下沉对挠度测试结果的影响。 图1 试件尺寸及配筋图
油气集输 油(气)田开发包括(油藏工程)(钻采工程)及油(气)田地面工程. 油气集输系统的功能:将分散在油田各处油井产物加以收集;分离成原油,伴生天然气和采出水;进行必要的净化,加工处理使之成为油田商品(原油,天然气,液化石油气和天然汽油)以及这些商品的储存和外输.同时油气集输系统还为油藏工程提供分析藏油动态的基础信息. 油气集输系统工作内容(1)油井计量(2)集油(3)集气(4)油气水分离(5)原油处理(脱水)(6)原油稳定(7)原油储存(8)天然气净化(9)天然气凝液回收(10)凝液储存(11)采出水处理 工艺流程:收集油井产出的油,气,水混合物,按一定顺序通过管道,连续地进入各种设备和装置进行处理,获得符合质量标准的产品,并将这些产品输送到指定地点的全过程. 集油流程大体分三类:(1)产量特高的油井(2)计量站集油流程(3)多井串联集油流程. 我国石油界按流程中最有特色部分命名集油流程:(1)按集油加热方式(2)按集油管网形态(3)按通往油井的管线数量(4)按集油系统的布站级数(5)按流程的密闭性(开式集油流程和闭式集油流程之分) 加热流程适用于倾点和粘度较高的石蜡基原油. 多井串联集油流程:优点:钢材耗量少,建设速度和投产见效快.缺点:①计量点,加热点多而分散,不便于操作管理和自动化的实施②各井的生产相互干扰,流程适应能力差并不便于调查和改造. 选择流程依据:(1)集油流程的选择应以确定的油气储量,油藏工程和采油工程方案为基础(2)油气物性(3)油田的布井方式,驱油方式和采油方式以及开发过程中预期的井网调整及驱油方式和采油工艺的变化等(4)油田所处地理位置,气象,水文,工程地质,地震烈度等自然条件以及油田所在地的工农业发展情况,交通运输,电力通讯,居民点和配套设施分布等社会条件(5)已开发类似油田的成功经验和失败教训. 选择原则:(1)满足油田开发和开采的要求(2)满足油田开发,开采设计调整的要求和适应油田生产动态变化的要求(3)贯彻节约能源原则(4)充分利用油气资源(5)贯彻”少投入,多产出”,提高经济效益原则(6)注意保护环境.
沥青旋转薄膜加热试验作业指导书 1、目的与适用范围 1.1本方法适用于测定道路石油沥青旋转薄膜烘箱加热（简称RTFOT）后的质量损失，并根据需要测定旋转薄膜加热后，沥青残留物的针入度、粘度、延度及脆点等性质的变化，以评定沥青的老化性能。 1.2本试验允许与T 0609沥青薄膜加热试验互相代替。 2、仪具与材料 2.1旋转薄膜烘箱：烘箱恒温室形状如图1。烘箱具有双层壁，电热系统附有温度调节器，可保持温度为163℃±0.5℃，其内部尺寸为高381mm、宽483mm、深445mm±13mm（关门后）。烘箱门上有一双层耐热的玻璃窗，其宽为305mm—380mm、高203mm—229mm，可以通过此窗观察烘箱内部试验情况。最上部的加热元件应位于烘箱顶板的下方25mm±3mm，烘箱应调整成水平状态。 烘箱的顶部及底部均有通气口。底部通气口面积为150mm±7mm，对称配置，可供均匀进入空气的加热之用。上部通气口匀称地排列在烘箱顶部，其开口面积为93mm±4.5mm。 烘箱内有一内壁，烘箱与内壁之间有一个通风空间，间隙为38.1mm。在烘箱宽的中点上，且从环形金属架表面至其轴间152.4mm 处，有一外径133mm、宽73mm的鼠笼式风扇，并用一马达驱动旋转，其速度为1725r/min。鼠笼式风扇将以与叶片相反的方向转动。
烘箱温度的传感器装置在距左侧25.4mm及空气封闭箱内上顶板下约38.1mm处，以使测温元件处于距烘箱内后壁约203.2mm位置。将测试用的温度计悬挂或附着顶板的一个距烘箱右侧中点50.8mm装配架上，温度计悬挂时，其水银球与环形金属架的轴线相距25.4mm 以内。温度控制器将能使全部装好沥青试样后，在10min之内达到试验温度。 烘箱内有一个直径为304.8mm的垂直环形架，架上装备有适当的能锁着及开启8个水平放置的玻璃盛样瓶的固定装置。垂直环形架通过直径19mm的轴，以15r/min±0.2r/min速度转动。 烘箱内装备有一个空气喷嘴，向转动玻璃盛样瓶在最低位置上喷进热空气。喷嘴孔径为1.016mm，连接着一根长为7.6m、外径为8mm的铜管。铜管是水平盘绕在烘箱的底部，并通着一个能调节流量、新鲜的和无尘的空气源。为保证空气充分干燥，可用活性硅胶作为指示剂。在烘箱表面上装备有温度指示器，空气流量计的流量应为4000ml/min ±200ml/min。 2.2盛样瓶：耐热玻璃制，不少于8个，形状如图。高为139.7mm ±15mm。外径为64mm±1.2mm， 壁厚2.4mm±0.3mm，口部直径为31.75mm±1.5mm。 2.3温度计：0℃—200℃，分度为0.5℃。 2.4天平：感冒不大于0.1g及感冒不大于1mg各一个。 2.5溶剂：汽油、三氯乙烯等。 3、方法与步骤
实验一材料硬度测定(综合性) 一、实验内容 1.金属布氏硬度实验。 2.金属洛氏硬度实验。 二、实验目的及要求 该实验的目的是使学生熟悉金属布氏、洛氏、维氏硬度计的使用方法，巩固硬度试验方法的理论知识，掌握各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。要求学生具有踏实的理论知识，同时也具有严谨、一丝不苟的作风。 三、实验条件及要求 （一）实验条件 1.布氏硬度计、洛氏硬度计和显维硬度计，读数放大镜，标准硬度块。 2.推荐试样用材：灰铸铁、经调质处理的45钢、淬火低温回火的T10钢。 （二）要求 制备试样过程中不得使试样因冷、热加工影响试验面原来的硬度。试验面应为光滑的平面，不应有氧化皮及污物，测布氏硬度、洛氏硬度时试验面的粗糙度Ra≤0.8μm。 试验时，应保证试验力垂直作用于试验面上，保证试验面不产生变形、挠曲和振动。试验应在10～35℃温度范围内进行。 不同硬度试验对试样及试验操作尚有具体要求。 四、实验相关知识点 1.硬度试验原理。 2.对试样的要求。 3.硬度试验方法的选择。 4.各种硬度计的结构原理、操作方法及注意事项。 5.试验数据的获得。 6.不同硬度试验方法的关系。 五、实验实施步骤 （一）金属布氏硬度试验 金属布氏硬度值是单位压痕表面积所承受的外力。
1.试验规范的选择 布氏硬度试验时应根据测试材料的硬度和试样厚度选择试验规范，即压头材料与直径、F/D2值、试验力F及试验力保持时间t。 （1）压头材料与直径的选择压头为硬质合金球。 球体直径D的选择按GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验方法》有五种，即10mm、5mm、2.5mm、2mm和1mm。压头直径可根据试样厚度选择，见压头直径、压痕平均直径与试样最小厚度关系表。选择压头直径时，在试样厚度允许的条件下尽量选用10mm球体作压头，以便得到较大的压痕，使所测的硬度值具有代表性和重复性，从而更充分地反映出金属的平均硬度。 （2）F/D2、试验力F及试验力的选择 F/D2比值有七种：30、15、10、5、2.5、1.25和1，其值主要根据试验材料的种类及其硬度范围来选择。 球体直径D和F/D2比值确定后，试验力F也就确定了。 试验须保证压痕直径d在（0.24～0.6）D范围内，试样厚度为压痕深度的10倍以上。 （3）试验力保持时间t的选择试验力保持时间t主要根据试样材料的硬度来选择。黑色金属：t＝10～15s；有色金属：t＝（30±2）s；<35HBW的材料：t＝（60±2）s。 2.布氏硬度试验过程 （1）试验前，应使用与试样硬度相近的二等标准布氏硬度块对硬度计进行校对，即在硬度块上不同部位测试五个点的硬度，取其平均值，其值不超过标准硬度块硬度值的±3％方可进行试验，否则应对硬度计进行调整、修理。 （2）接通电源，打开电源开关。将试样安放在试验机工作台上，转动手轮使工作台慢慢上升，使试样与压头紧密接触，直至手轮与螺母产生相对滑动。同时应保证试验过程中试验力作用方向与试验面垂直，试样不发生倾斜、移动、振动。 启动按钮开关，在施力指示灯亮的同时迅速拧紧压紧螺钉，使圆盘随曲柄一起回转，直至自动反向转动为止，施力指示灯熄灭。从施力指示灯亮到熄灭的时间为试验力保持时间，转动手轮取下试样。 （3）用读数显微镜在两个互相垂直的方向测量出试样表面的压痕直径d1 。
MATLAB 实验指导书
前言 MATLAB程序设计语言是一种高性能的、用于科学和技术计算的计算机语言。它是一种集数学计算、分析、可视化、算法开发与发布等于一体的软件平台。自1984年MathWorks公司推出以来，MATLAB以惊人的速度应用于自动化、汽车、电子、仪器仪表和通讯等领域与行业。MATLAB有助于我们快速高效地解决问题。MATLAB相关实验课程的学习能加强学生对MATLAB程序设计语言理解及动手能力的训练，以便深入掌握和领会MATLAB应用技术。
目录 基础型实验............................................................................................ - 1 - 实验一MATLAB集成环境使用与基本操作命令练习 ............. - 1 - 实验二MATLAB中的数值计算与程序设计 ............................. - 7 - 实验三MATLAB图形系统 ......................................................... - 9 -
基础型实验 实验一 MATLAB 集成环境使用与基本操作命令练习 一 实验目的 熟悉MATLAB 语言编程环境；熟悉MATLAB 语言命令 二 实验仪器和设备 装有MATLAB7.0以上计算机一台 三 实验原理 MATLAB 是以复杂矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。它提供了各种矩阵的运算与操作，并有较强的绘图功能。 1.1 基本规则 1.1.1 一般MATLAB 命令格式为 [输出参数1，输出参数2，……]=（命令名）（输入参数1，输入参数2，……） 输出参数用方括号，输入参数用圆括号如果输出参数只有一个可不使用 括号。 1.1.2 %后面的任意内容都将被忽略，而不作为命令执行，一般用于为代码加注 释。 1.1.3 可用↑、↓键来重现已输入的数据或命令。用←、→键来移动光标进行修改。 1.1.4 所有MATLAB 命令都用小写字母。大写字母和小写字母分别表示不同的 变量。 1.1.5 常用预定义变量，如pi 、Inf 、NaN 、ans 1.1.6 矩阵的输入要一行一行的进行，每行各元素用空格或“，”分开，每行用 “；”分开。如 ?? ?? ? ?????=987654321A MATLAB 书写格式为A=[1 2 3 ；4 5 6 ；7 8 9] 在MATLAB 中运行如下程序可得到A 矩阵 a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9] a = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.1.7 需要显示命令的计算结果时，则语句后面不加“；”号，否则要加“；”号。
绪论 1、油田集输系统的功能：将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成原油、伴生天然气和采出水；进行必要的净化、加工处理使之成为油田商品（原油、天然气、液化天然气和天然汽油）以及这些商品的储存和外输；同时油气集输系统还为油藏工程提供分析油藏动态的基础信息，使油藏工作者能加深对油藏的认识。 2、油气集输的流程和分类： a从油井到集中处理站的流程称集油流程；从集中处理站到矿场油库的流程称输油流程。 b国内外的集油流程大体为三大类：产量特高的油井、计量站集油流程、多井串联集油流程。 c我国石油界常按流程中最具特色的部分命名集油流程，具体有： 按集油加热方式分为：不加热集油流程、井场加热流程、热水伴热流程、蒸气伴热流程、掺热水集油流程、掺热油集油流程、掺蒸气集油流程。 按集油管网的形态分为：树枝状集油流程、辐射状集油流程、环状集油流程、多井串联集油流程。 按集油系统的布站级数：流程内只有集中处理站的称为一级布站；有计量站和集中处理站的称为二级布站；三级布站有计量站、转接站、集中处理站。 按流程的密闭性分为：开式集油流程和密闭集油流程。 3、气田集气系统与油田集输系统不同的是：a气藏压力一般较高；b从气藏至用户，气体处在同一高压、密闭的水力系统内，集气、加工、净化、输气、用气等环节间有着密不可分的相互联系；c集气系统内会形成固态水合物堵塞管线和设备，因此防止水合物形成是集气系统的重要工作；d 气田气与油田伴生气组成不同。 第二章 1、平衡常数K：它表示在一定条件下，气液两相平衡时，物系中组分i在气相与液相中浓度之比。平衡常数K可作为组分挥发性强弱的衡量标准。K i=y i/x i 2、蒸馏：使多组分混合物原料发生部分汽化或部分冷凝的相变，气相内浓集了原料中的易挥发组分，而液相内浓集了原料中的难挥发组分，使原料按挥发度不同实施一定程度的分离，这一工艺称蒸馏。 蒸馏共有三种方式：闪蒸、简单蒸馏、精馏。 3、闪蒸：原料以某种方式被加热和或减压至部分汽化，进入容器空间内，在一定压力、温度下，气液两相迅即分离，得到气液相产物，称为闪蒸。 4、精馏：精馏是使液体混合物依据各组分挥发度不同而达到较完善分离，产品收率较高的一种蒸馏操作。 5、气液相平衡状态：在一定温度、压力条件下，组成一定的物系，当气液两相接触时，相间将发生物质交换，直至各相的性质（如温度、压力和气、液相组成等）不再变化为止。达到这种状态时，称该物系处于气液相平衡状态。 6、原油的分类： a按组成分类：烷烃＞75%为石蜡基，环烷烃＞75%为环烷基，芳香烃＞50%为芳香基，沥青质＞50%为沥青基。b按气油比分类可将油气井井流分为：死油、黑油、挥发性原油、凝析气、湿气、干气。 c按硫含量分类：把硫含量高的原油称为酸性原油。 d按收缩性分类：低收缩原油、高收缩原油。 e按相对密度和粘度分类：普通原油、重质原油、特重质原油、天然沥青。f我国原油分类，按关键馏分分类：以常压沸点250-275℃和395-425℃两个关键馏分油的密度来划分原油级别。 7、天然气的分类：天然气包括：气藏气、凝析气藏气、油藏伴生气。 a按相特性分类：干气、湿气、凝析气、伴生气。 b按酸气含量分类：H2S＞1%或CO2＞2%的天然气称为酸性天然气，否则称为“甜”性天然气。 c按液烃含量分类：贫气、富气、极富气。第三章 1、混输管路：用一条管路输送一口 或多口油气井所产产物的管路，只要 管路内存在气液两相，都称为油气混 输管路。 2、流动密度：单位时间内流过管截 面的两相混合物的质量和体积之比。 意义：流动密度常用来计算气液混合 物沿管路流动时的摩阻损失。 3、真实密度：在ΔL长度管段内气液 混合物质量与其体积之比。意义：真 实密度用于计算由于管路高程变化 引起的附加压力损失。 4、按管路工作的范围和性质，集输 管路可分为：出油管，采气管，集油、 集气管，输油、输气管。 5、折算系数：在气液两相混输管路 摩擦压降的计算中，常使用折算系数 把两相流动的压降梯度与单相流动 的压降梯度相关联。 6、Alves将两相流的流型分为：气泡 流、气团流、分层流、波浪流、段塞 流、环状流、弥散流。 Taitel和Dukler根据气液界面的结 构特征和管壁压力波动的功率频谱 密度记录图的特征，将气液两相流动 分成三种基本流型：分离流、间歇流、 分散流。 7、测定流型的方法大致分为三类：a 目测法，包括肉眼观察、高速摄影； b测定某一参数的波动量并与流型建 立某种联系，例如测量压力波动、探 针与管壁间导电率波动、x射线被管 内流体吸收量的波动等；c由辐射射 线的吸收量确定气液混合物的密度 和流型，如x射线照相、多束γ射线 密度计等。 8、与气液单相管路相比，油气或油 气水多相流管路计算特点：a流型变 化多；b存在相同能量消耗；c存在 相间传质；d流动不稳定；e非牛顿 流体和水合物，在油田的多相流管路 内，油水混合物为非牛顿流体，其表 观粘度随剪切历史和剪切强度而变。 在气田的多相流管路内，在高压、低 温条件下管路内可能形成固态水合 物。 9、段塞流可分为三类：水动力段塞 流、地形起伏诱发段塞流、强烈段塞 流。 10、强烈段塞流一个周期内的四个过 程：立管底部堵塞、立管排液、液塞 加速、立管排气（看书P201，有可 能展开考简答题）。 强烈段塞流的抑制：强烈段塞流的抑 制就是破坏其形成的条件，即破坏出 油管的气液分层流动并防止立管底 部被液体堵塞。其方法较多，基本上 从设计和增加附加设备两方面解决。 例如：a减小立管直径，增加出油管 压力和立管内的气液流速；b立管底 部注气，减小立管内气液混合物柱的 静压，使气体带液能力增强；c采用 海底气液分离器或海底液塞捕集器； d在海底或平台利用多相泵增压；e 立管顶部节流。 11、清管的目的：a定期清管是提高 管路输送效率的有效措施b在管路竣 工阶段，可清除管内杂质c可为管路 内壁涂敷树脂类防腐层d对湿天然气 管路，投产前需用清管器和干燥剂对 管路进行干燥，防止残留水与天然气 生成水合物。 12、管路干燥的方法：a用液氨干燥 管路；b用露点-60℃的、极干燥的空 气推动清管器；c用甲醇吸收管内水 分。 13、多相泵的优点：a减少边缘井井 口回压，增加油井产量，延长油井寿 命；b对于产量和储量不大的边缘油 田，能降低生产成本，使边缘油田得 以经济开采；c与常规流程相比，采 用多相泵的占地面积小、生产流程简 单、流程的密闭性好。 14、对多相泵的要求：a能适应气液 体积流量和气液比大幅变化的能力； b有较强的抗磨、抗蚀能力；c能适 应不同环境的要求。 第四章 1、分离器按功能可分为：油气两相 分离器、油气水三相分离器、计量分 离器、生产分离器；从高气液比流体 中分离出夹带油滴的涤气器；用于分 离从高压降为低压时，液体及其释放 气体的闪蒸罐；用于高气液比管线分 离气体和游离液体的分液器等。 2、立式、卧式分离器优缺点比较：a 在立式分离器重力沉降和集液区内， 分散相运动方向与连续相运动方向 相反，而在卧式分离器内，两者相互 垂直。显然，卧式分离器的气液机械 分离性能优于立式；b在卧式分离器 内，气液界面面积大，有利于分离器 内气液达到相平衡，即在相同气液处 理量下，卧式分离器尺寸较小，制造 成本较低；c卧式分离器有较大的集 液区体积，适合处理发泡原油和伴生 气的分离以及油气水三相分离；d来 液流量变化时，卧式分离器的液位变 化较小，缓冲能力较强，能向下游设 备提供较稳定的流量；e卧式分离器 还有易于安装、检查、保养，易于制 成橇装装置等优点；f立式分离器适 合于处理含固态杂质较多的油气混 合物，可以在底部设置排污口定期排 污；g立式分离器占地面积小，这对 海洋采油、采气至关重要；h立式分 离器液位控制灵敏；i对于普通油气 分离，特别是可能存在乳状液、泡沫 或用于高气油比油气混合物时，卧式 分离器较经济；在气油比很高和气体 流量较小时（如涤气器），常采用立 式分离器。 3、立式分离器中，油滴能沉降的必 要条件：油滴的沉降速度v d必须等于 或大于气体在流通截面上的平均流 速v g,即v d≥v g。 在卧式分离器中，油滴能沉降至集液 区的必要条件：油滴沉降至气液界面 所需的时间应小于或等于油滴随气 体流过重力沉降区所需时间。 4、分离器基本组成：入口分流器， 重力沉降区，集液区，捕雾器，压力、 液位控制，安全防护部件。 5、对分离器的质量要求：原油脱气 程度、天然气通过分离器后的质量增 加百分数、气体带液率k o 、液体带气 率k g、气体和原油在分离器内必需的 停留时间、气体的允许流速。 6、经重力沉降后，气体内所携带的 油滴粒径应小于150～500μm，常用捕 雾器以碰撞和聚结原理从气流中分 离这种小油滴，捕雾器中分出的液珠 直径应小于100μm。捕雾器可分为： 折板式捕雾器、丝网式捕雾器、填料 式捕雾器、离心式捕雾器。 7、发泡原油：有些原油所含气泡上 升至油气界面后并不立即破裂，在气 泡消失前有一段寿命，使许多气泡聚 集在油面上形成泡沫层，泡沫层的体 积甚至可占分离器容积的一半，具有 这种性质的原油称发泡原油。 原油发泡危害：a液位控制困难；b 减小了重力沉降和集液区的有效体 积，使油气分离工况恶化；c气体中 带油量和原油中带气量增多。 原因：由于原油内存在许多天然表面 活性剂，如胶质、沥青质、蜡、微小 固体杂质等，分散在原油内的这些天 然表面活性剂会浓集于原油表层内， 降低了原油的表面能，因而气泡不易 破裂、形成较稳定的泡沫层。 抑制措施：a降低分离器上游油气混 合物的流速，以降低油气流动中所受 的剪切力；b分离器采用的入口分流 器应能避免流体发生剧烈湍流，减小 入口分离器压降避免析出较多的溶 解气；c增大分离器集液区体积，使 原油在分离器内有足够的停留时间 使泡沫破灭；d使用消泡剂；e提高 油气混合物分离温度。 8、分离器内部构件：入口分流器（功 能：a减小流体动量，有效地进行气 液初步分离；b尽量使分出的气液在 各自的流道内分布均匀；c防止分出 液体的破碎和液体的再携带）、防涡 器（防止漩涡产生）、防波板（阻止 液面波浪的传播）、消泡板（使气泡 聚结、破灭）。分离器各种内部构件 作用：强化油气平衡分离和机械分离 作用，减小分离器外形尺寸。 9、分离方式：一级分离、连续分离、 多级分离。 一次分离：一次分离是指混合物的气 液两相在保持接触条件下逐渐降低 压力，最后流入常压储罐，在罐内实 行气液分离。 连续分离：随油气混合物在管路内压 力的降低，不断的将析出的平衡气排 出，直至压力降为常压，平衡气亦最 终排除干净，剩下的液相进入储罐。 多级分离：指油气两相保持接触条件 下，压力降至某一数值时，把压降过 程中析出的气体排出；脱除气体的原 油继续沿管路流动，压力降到另一较 低值时，把该段降压过程中从油中析 出的气体排出，如此反复，直至系统 的压力降为常压，产品进入储罐为 止。每排一次气，作为一级；排几次 气，称为几级分离。 多级分离的优点：a多级分离所得的 储罐原油收率高，密度小，组成合理； b多级分离所得储罐原油中C1含量 少，蒸汽压低，蒸发损失少；c多级 分离所得天然气数量少，重组分在气 体中的比例少；d多级分离能充分利 用地层能量、减少输气成本。 10、液体再携带是气液分离的逆过 程，即已得到分离的液体再次被气体 卷起成油雾，随气体流出分离器。 非发泡原油在分离器内停留时间为 1-3min，发泡原油5-20min。 11、★用分子运动学理论来解释多级 分离为什么会获得较多的液体量，而 且液体相组合较合理？ 在一定温度、压力条件下，本来应处 于液态的分子量较大的烃类，在多元 物系中所以能有分子进入气相，以及 在纯态时呈气态的烃类在多元物系 中所以能部分存在于液相中，其原因 是：在多元物系中，运动速度较高的 轻组分分子在运动过程中，与速度低 的重组分分子相撞击，使前者失去原 本可以使其进入气相的能量，而后者 获得能量进入气相，这种现象称为携 带作用。平衡物系压力较高时，分子 间距小、分子间引力大，分子需具备 较大能量才能进入气相。能量低的重 组分分子进入气相更困难，所以平衡 物系内气相数量较少，重组分在气相 中的浓度也较低。气体排出愈及时， 以后携带蒸发的机率愈少。由此可以 得出如下结论：连续分离所得的液体 量最多，一次平衡分离所得的液量最 少，多级分离居中。 第五章 1、原油处理是指对原油脱水、脱盐、 脱除泥砂等机械杂质。 2、原油处理的目的：a满足对商品原 油水含量、盐含量的行业或国家标 准；b商品原油交易时要扣除原油水 含量，原油密度则按含水原油密度 计；c从井口到矿场油库，原油在收 集、矿场加工、储存过程中，不时需 要加热升温，原油含水增大了燃料消 耗，占用了部分集油、加热、加工资 源，增加了原油生产成本；d原油含 水增加了原油粘度和管输费用；e原 油内的含盐水常引起金属管路和运 输设备的结垢与腐蚀，泥砂等固体杂 质使泵、管路和其他设备产生激烈的 机械磨损，降低管路和设备的使用寿 命；f影响炼制工作的正常进行。 3、原油中水存在的形式：原油中所 含的水分，有的在常温下用静止沉降 法短时间内就能从油中分离出来，这 类水称为游离水；有的则很难用沉降 法从油中分离出来，这类水称为乳化 水，它与原油的混合物称为油水乳状 液，或原油乳状液。 4、形成乳状液的三个条件：a系统中 必须存在两种以上互不相溶（或微量 相溶）的液体；b有强烈的搅动，使 一种液体破碎成微小的液滴分散于 另一种液体中；c要有乳化剂的存在， 使分散的微小液滴能稳定地存在于 另一种液体中。 5、形成乳状液的因素：a原油中含水 并有足够数量的天然乳化剂是生成 原油乳状液的内在因素b在石油生产 中还常使用缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂 和强化采油的各种化学剂等都是促 使生成乳状液的乳化剂；c各种强化 采油方法都会促使生成稳定的原油 乳状液，如油层压裂、酸化、修井等 过程中使用的化学剂常产生特别稳 定的乳状液；d井筒和地面集输系统 内的压力骤降、伴生气析出、泵对油 水增压、清管、油气混输等都会强烈 搅拌油和水，促使乳状液的形成和稳 定。 6、乳状液预防的方法：a尽量减少对 油水混合物的剪切和搅拌；b尽早脱 水。 7、乳状液稳定性是指乳状液抗油水 分层的能力。 试述影响原油乳状液稳定性的因素 （任选5个）？ a分散相粒径。分散相粒径愈小，愈 均匀，乳状液愈稳定；b外相原油粘 度。在同样剪切条件下，外相原油粘