为了保障油气管道的流动安全通常需要加入大量的化学添加剂,如阻垢剂、缓蚀剂水合物抑制剂等。那么各添加剂之间是否存在协同效应而减少添加剂的使用量?阻垢剂或缓蚀剂是否会影响水合物抑制剂的性能?针对这些问题,本文利用显微操控法和晶体生长抑制法探究了阻垢剂或缓蚀剂对水合物生长、聚集和水合物抑制剂性能的影响,为油气管道中水合物的抑制及添加剂的使用提供一定的参考数据。论文应用显微操控法研究了接触力、接触时间、温度和NaCl浓度对环戊烷(Cyclopentane,CP)水合物颗粒间的粘附力影响。结果表明,CP水合物颗粒间的粘附力会随着接触时间的增加或温度的升高而增大,当接触力太大(大于等于4 mN/m)或太小(小于等于1 mN/m),粘附力测量结果标准偏差太大,测量结果不准确。CP水合物粘附力随NaCl浓度的升高而减小,最后逐渐趋近于一个稳定的值1.35 mN/m。NaCl能改变CP水合物颗粒表面形貌,使表面出现毛刺,变得粗糙。论文选用油气管道中常用的阻垢剂羟基乙叉二膦酸(HEDP)、聚天冬氨酸(PASP)和缓蚀剂咪唑啉作为研究对象,利用显微操控法研究了阻垢剂羟基乙叉二膦酸(HEDP)、聚天冬氨酸(PASP)和缓蚀剂咪唑啉浓度对CP水合物颗粒的微观形貌、生长速率和粘附力的影响。研究结果表明阻垢剂HEDP、PASP(浓度1-5ppm)和缓蚀剂咪唑啉(浓度1-4ppm)既能大幅度降低水合物颗粒间的粘附力(降幅至少超过67%),又能在一定程度程度上减小水合物颗粒的生长速率(降幅至少超过16%)。没有加入添加剂的CP水合物颗粒呈均匀薄片状生长,表面十分圆整,光滑。加入阻垢剂或缓蚀剂后,水合物颗粒变得粗糙,使得颗粒实际有效接触面积减小,从而降低颗粒粘附力。采用晶体生长抑制法研究了阻垢剂或缓蚀剂的抑制性能及其与水合物抑制剂配伍性,结果表明HEDP、PASP和咪唑啉对甲烷水合物有一定的抑制作用,都只有完全抑制区和快速生长区,没有中速生长区和慢速生长区。当阻垢剂HEDP和水合物抑制剂HY121联合使用时,阻垢剂HEDP使得HY121的抑制区域减小了0.3℃,表明HEDP在一定程度上减弱了水合物抑制剂HY121的抑制性能,缓蚀剂咪唑啉使得HY121的抑制区域仅仅增加了0.1℃,表明咪唑啉对HY121的抑制性能影响不大。