專利名稱：一種原油加劑熱處理模擬方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明是模擬管輸原油加劑熱處理以測定其流變特性及其它物性指標的一種原油加劑熱處理模擬方法及裝置。涉及其它類不包括的測試和管道系統技術領域。
背景技術：
模擬管輸原油加劑熱處理過程是研究原油在管輸條件下流變特性的必需環節，通過模擬管輸原油加劑熱處理、測定其相應的流變參數，可以使我們很好地了解原油在管道中流動的狀態，從而為輸油生產提供技術服務和支持。
目前普遍采用軟管將帶有循環水夾套的特制玻璃容器與程控水浴相連，模擬實驗時將定量原油和化學添加劑加入上述玻璃容器，采用電動攪拌器連續攪拌，同時程控水浴模擬管輸條件下的溫度變化情況控制玻璃容器循環水夾套內的水溫，從而控制玻璃容器中原油油樣的溫度，直至完成一個溫度變化流程，夾住連接水浴和玻璃容器的軟管，取出攪拌槳，將處理過的玻璃容器中的原油樣品倒入測試裝置進行測量。這種方法存在的不足主要有兩個方面首先使用電動攪拌器攪拌模擬管輸條件下原油所受的剪切作用與實際工況差距較大；其次玻璃容器無法做到完全密封，原油加熱處理過程中，其中的輕質組分很容易揮發掉，因而影響測試結果，與實際管線取樣測試結果存在較大偏差。
發明內容
本發明的目的是發明一種操作過程簡單、測量數據準確的模擬管輸原油加劑熱處理及取樣測試的一種原油加劑熱處理模擬方法及裝置。
本發明是以原油儲罐6、兩端分別與原油儲罐6底部和上部相連通的彎形管19及串接在原油儲罐6、彎形管19之間的計量泵15構成原油輸送循環管路，據管輸條件啟動計量泵15，使原油在彎形管19和原油儲罐6中循環，用原油儲罐6和彎形管19外包溫度控制裝置控制原油儲罐6和彎形管19中原油油樣的溫度，同時由計量泵11在原油儲罐6、計量泵15和彎形管19構成的原油輸送循環管路中的加料口按比例注入化學添加劑，模擬完成一個溫度變化流程后，由計量泵15將處理過的原油樣品通過取樣閥門12泵入測試裝置進行測試。具體就是計量泵15接在密閉的原油儲罐6底部與彎形管19一端之間，按設定流量泵送原油打入彎形管19，從彎形管19接原油儲罐6上部的另一端返回原油儲罐6，構成原油的循環流動，用程控水浴控制原油儲罐6和彎形管19外包的循環水夾套的水溫，模擬管輸條件下的輸送油溫及變化情況，同時由接在計量泵15和原油儲罐6之間的微型計量泵11通過加料口向原油輸送循環管路中按比例注入化學添加劑，模擬完成一個溫度變化流程后，停止向彎形管19泵送原油，由接在計量泵15出口外的取樣口泵出原油樣品打入測試裝置。為了模擬真實，原油儲罐6中不能有空氣，進而保證原油輸送循環管路中也無空氣，所以在原油儲罐6中要采取隔絕空氣的措施，一般用充氮的方法即可。由于本方法要模擬管輸原油的各種工況，輸送壓力都相當高，何況在這個循環管路中計量泵15不斷打壓而又無泄壓，可能會使原油儲罐6中的壓力達到危險程度，為了保證安全，在原油儲罐6的上部還應有超壓保護措施。
采用上述方法的一種原油加劑熱處理模擬裝置主要由外包循環水夾套7的原油儲罐6、計量泵15、外包循環水夾套18的彎形管19、微型計量泵11和取樣閥門12組成。具體如圖1所示，外包循環水夾套7的原油儲罐6底部有口接原油出罐閥門9，原油出罐閥門9出口接三通管，該三通管向水平方向經加劑閥門10接微型計量泵11，向下接計量泵15后再接一個三通管，此三通管的水平方向接取樣閥門12，向下經計量泵出口閥門14接外包循環水夾套18的彎形管19，而彎形管19的另一端通過原油入罐閥門21與原油儲罐6的上部連通。為隔絕空氣，在原油儲罐6的頂部有兩個口各接氮氣入口閥門3和氮氣出口閥門22，而氮氣入口閥門3接至氮氣源，氮氣出口閥門22外放空。為安全，在原油儲罐6上部有口接一安全閥2，該安全閥2是一種高壓泄壓閥，有多種市銷產品，只要恰當選擇即可。該裝置中的原油儲罐6和彎形管19外包的循環水夾套是在原油儲罐6和彎形管19分別外包與之形狀相似的循環水夾套7和18，該循環水夾套7和18分別由循環水入口16、13和循環水出口5、20與程控水浴相通，循環水夾套7和18外包由保溫材料或真空保溫層構成的保溫層8和17。當然，在原油儲罐6的頂部還應有常規的原油加料閥門1和壓力表23。為方便清洗原油儲罐6，原油儲罐6的罐頂可做成拆裝式，即罐體上口有法蘭，由多個封口螺栓4將罐蓋與罐體擰固。
圖1一種原油加劑熱處理模擬裝置構成圖其中1-原油加料閥門 2-安全閥3-氮氣入口閥門 4-封口螺栓5-循環水出口 6-原油儲罐7-循環水夾套 8-保溫層9-原油出罐閥門 10-加劑閥門11-微型計量泵12-取樣閥門13-循環水入口14-計量泵出口閥門15-計量泵16-循環水入口17-保溫層18-循環水夾套19-彎形管20-循環水出口21-原油入罐閥門 22-氮氣出口閥門23-壓力表具體實施方式
實施例.以此例對本發明作進一步說明并說明本發明的具體實施。本例按圖1所示構成和結構構成一種原油加劑熱處理模擬裝置。本裝置中原油儲罐6由圓管上下兩端蓋封圓平板而成，其外形尺寸是外徑210mm，高500mm，壁厚10mm，由70#鋼制成；在原油儲罐6頂蓋中心開孔，孔外焊接Φ30mm、壁厚5mm的管段后接原油加料閥門1，在中心孔兩側各開一孔，其中一孔外焊接Φ20mm、壁厚3mm的管段后接氮氣入口閥門3，氮氣入口閥門3的出口接至氮氣源，另外一孔外焊接Φ20mm、壁厚3mm的管段后接氮氣出口閥門22，氮氣出口閥門22出口放空，氮氣入口閥門3和氮氣出口閥門22型號為J91H/W針形閥；在原油儲罐6頂蓋上另開兩孔，孔外焊接一型號為A21H微啟式不銹鋼安全閥2和型號為Y-60B-F不銹鋼壓力表23；在原油儲罐6底蓋中心開孔，孔外焊接Φ40mm、壁厚3mm的管段后接原油出罐閥門9，其型號為Q41F手動不銹鋼直通式球閥；原油出罐閥門9出口接三通管后下接計量泵15，旁接加劑閥門10后接微型計量泵11，計量泵15型號為NIKKISO AH定量加藥泵，其流量范圍0.035～31L/min，微型計量泵11選用KNF FME08微電腦控制微型計量泵，其流量范圍0.08～80ml/min；在計量泵15出口接三通管，該三通管下接計量泵出口閥門14，旁接取樣閥門12；計量泵出口閥門14出口接彎形管19，彎形管19為Φ40mm、壁厚10mm、長5m的70#鋼鋼管，彎形管19彎成“弓”形后另一端經原油入罐閥門21與原油儲罐6的上部開的孔外焊接的Φ40mm、壁厚10mm的管段相連；原油出罐閥門9、計量泵出口閥門14和原油入罐閥門21的型號為Q41F手動不銹鋼直通式球閥；取樣閥門12型號為Q11F二片式不銹鋼球閥，加劑閥門10型號為Q11F二片式不銹鋼球閥；原油儲罐6外包的循環水夾套7為Φ270mm、高530mm、壁厚6mm的70#鋼鋼管上端蓋封Φ300mm、厚6mm的圓平板，下端蓋封Φ270mm、厚6mm的圓平板，在原油儲罐6外接氮氣入口閥門3、氮氣出口閥門22、安全閥2、壓力表23、原油儲罐6的油樣循環管路進出口處均采用循環水夾套6和17也開口，讓它們穿過并焊封。
本裝置就是按照把原油儲罐6、計量泵15串接并用彎形管19將它們連接構成模擬管輸原油的循環管路，在計量泵15入口前旁接微型計量泵11往循環管路中按比例添加化學劑，在計量泵15出口端旁接取樣閥門12以泵出油樣，同時在原油儲罐6和彎形管19外包循環水夾套7和18以控制原油的溫度，最終實現一定油溫、一定化學添加劑、一定油壓和流量條件下模擬管輸原油加劑熱處理工況這種方法，模擬完成一個溫度變化流程后，泵出原油樣品打入測試裝置進行測試。
采用本方法及裝置，在原油儲罐6中從原油加料閥門1加入大慶原油10L，打開原油入罐閥門21，啟動氮氣源通過氮氣入口閥門3向原油儲罐6上部空間和彎型管19充氮氣，打開氮氣出口閥門22，將空氣排凈后關閉氮氣出口閥門22，繼續充氮氣；設定計量泵15的流量為6L/min并啟動，開啟原油出罐閥門9和計量泵出口閥門14，使原油在原油儲罐6和彎形管19中循環流動；調節程控水浴溫度到65℃并啟動程控水浴向原油儲罐6和彎形管19的循環水夾套7和18中泵送循環水，使原油儲罐6和彎形管19中的油溫達到設定溫度，之后調節微型計量泵11，令其按100ppm的比例向循環管路中的原油添加降凝劑；設定程控水浴，使循環水夾套7和18中的水溫以0.5℃/min的速率從65℃降到25℃，關閉計量泵出口閥門14，開啟取樣閥門12，把油樣打入測試裝置進行測試；待油樣取完后，關閉取樣閥門12，打開計量泵出口閥門14，使用石油醚清洗實驗管路，之后關閉計量泵15，關閉原油出罐閥門9，關閉原油入罐閥門21，再準備另一模擬流程。用本發明之方法及裝置所作的模擬，經測試，與在秦皇島站現場同樣管輸條件下的加劑熱處理油樣實測，其結果完全相同，且操作也很簡單。
由上可見，本發明之方法、裝置簡單，模擬逼真，模擬后的測試數據準確，可為原油加劑熱處理研究提供方便、準確、可靠的實驗模擬手段。
權利要求
1.一種模擬原油加劑熱處理及取樣測試的一種原油加劑熱處理模擬方法，其特征是以原油儲罐〔6〕、兩端分別與原油儲罐〔6〕底部和上部相連通的彎形管〔19〕及串接在原油儲罐〔6〕、彎形管〔19〕之間的計量泵〔15〕構成原油輸送循環管路，用原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕外包可控溫的夾套控制原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕中原油油樣的溫度，據管輸條件啟動計量泵〔15〕，使原油在彎形管〔19〕和原油儲罐〔6〕中循環，同時由計量泵〔11〕在原油輸送循環管路中按比例注入化學添加劑，模擬完成一個溫度變化流程后，取出原油樣品打入測試裝置進行測試。
2.根據權利要求1所述的一種原油加劑熱處理模擬方法，其特征是計量泵〔15〕接在密閉的原油儲罐〔6〕底部與彎形管〔19〕一端之間，按設定流量泵送原油打入彎形管〔19〕，從彎形管〔19〕接原油儲罐〔6〕上部的另一端返回原油儲罐〔6〕，構成原油的循環流動，用程控水浴控制原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕外包的循環水夾套內的水溫，模擬管輸條件下的輸送油溫及變化情況，同時由接在計量泵〔15〕和原油儲罐〔6〕之間的微型計量泵〔11〕通過加料口向原油輸送循環管路中按比例注入化學添加劑，模擬完成一個溫度變化流程后，停止向彎形管〔19〕泵送原油，由接在計量泵〔15〕出口外的取樣口泵出原油樣品打入測試裝置。
3.根據權利要求1或2所述的一種原油加劑熱處理模擬方法，其特征是原油儲罐〔6〕上部采取充氮隔絕空氣的措施。
4.根據權利要求1或2所述的一種原油加劑熱處理模擬方法，其特征是在原油儲罐〔6〕上部還有超壓保護措施。
5.根據權利要求1所述一種原油加劑熱處理模擬方法的一種原油加劑熱處理模擬裝置，其特征是它主要由外包循環水夾套的原油儲罐〔6〕、計量泵〔15〕、外包循環水夾套的彎形管〔19〕、微型計量泵〔11〕和取樣閥門〔12〕組成，原油儲罐〔6〕底部有口接原油出罐閥門〔9〕，原油出罐閥門〔9〕接三通管，該三通管向水平方向經加劑閥門〔10〕接微型計量泵〔11〕，向下接計量泵〔15〕后再接一個三通管，此三通管的水平方向接取樣閥門〔12〕，向下經計量泵出口閥門〔14〕接彎形管〔19〕，而彎形管〔19〕的另一端通過原油入罐閥門〔21〕與原油儲罐〔6〕的上部連通。
6.根據權利要求5所述的一種原油加劑熱處理模擬裝置，其特征是在原油儲罐〔6〕頂部有兩個口各接氮氣入口閥門〔3〕和氮氣出口閥門〔22〕，而氮氣入口閥門〔3〕接至氮氣源。
7.根據權利要求5所述的一種原油加劑熱處理模擬裝置，其特征是在原油儲罐〔6〕上部有口接一安全閥〔2〕。
8.根據權利要求5所述的一種原油加劑熱處理模擬裝置，其特征是所述原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕的外包循環水夾套是在原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕分別外包與之形狀相似的循環水夾套〔7〕、〔18〕，該循環水夾套〔7〕、〔18〕分別由循環水入口〔16〕、〔13〕和循環水出口〔5〕、〔20〕與程控水浴相通，在循環水夾套〔7〕、〔18〕外包由保溫材料或真空保溫層構成的保溫層〔8〕、〔17〕。
9.根據權利要求7所述的一種原油加劑熱處理模擬裝置，其特征是所述安全閥〔2〕是一種高壓泄壓閥。
全文摘要
本發明是涉及其它類不包括的測試和管道系統技術領域的管輸原油加劑熱處理研究的一種原油加劑熱處理模擬方法及裝置。它是以原油儲罐〔6〕、兩端分別與原油儲罐〔6〕底部和上部相連通的彎形管〔19〕及串接在原油儲罐〔6〕、彎形管〔19〕之間的計量泵〔15〕構成原油輸送循環管路，用原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕外包可控溫的循環水夾套〔7〕、〔18〕控制原油儲罐〔6〕和彎形管〔19〕中油樣的溫度，據管輸條件啟動計量泵〔15〕，使原油在彎形管〔19〕和原油儲罐〔6〕中循環流動，同時由微型計量泵〔11〕在原油輸送循環管路中計量泵〔15〕之前按比例注入化學添加劑，模擬完成一個溫度變化流程后，泵出原油樣品打入測試裝置進行測試。
文檔編號G01N11/00GK1940520SQ200510105809
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月29日 優先權日2005年9月29日
發明者關中原, 稅碧垣 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
專業數控銑床產品供應商
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