本实用新型涉及油田原油实验室用的仪器领域，特别涉及一种适用于稠油、超稠油、特稠油的原油脱水实验装置。
背景技术：
原油脱水是石油开采、运输、炼制过程中最基本的工艺要求，稀油脱水后含水一般在1％以下，稠油、超稠油、特稠油脱水后含水一般在5％以下，当对原油进行室内实验分析时，需要对取样原油进一步脱水。
目前，常采用自然沉降、加热分离等方法进行脱水，这些方法脱水时间长，尤其对于稠油、超稠油、特稠油，采用自然沉降、加热分离等方法脱水24小时也不能有效地进行油水分离，并且反复脱水也达不到对原油进行室内评价实验要求。
技术实现要素：
鉴于现有技术的不足，本实用新型有必要提供一种原油脱水实验装置，以能够简化原油脱水流程，降低脱水时间，改善脱水后的原油品质，从而达到室内评价实验要求。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种原油脱水实验装置，包括：
蒸馏单元，其能对原油蒸馏脱水；
与所述蒸馏单元连接的冷却单元，其能够冷却所述蒸馏单元的蒸馏气体；
与所述冷却单元相连接的油水分离单元，其能对所述冷却单元获得的物质进行油水分离以获取原油轻质组分；所述油水分离单元具有用于排出所述原油轻质组分的排出口。
作为一种优选的实施方式，所述蒸馏单元包括蒸馏组件及加热组件；所述蒸馏组件能够盛放原油，所述加热组件能够加热所述蒸馏组件以对原油蒸馏脱水。
作为一种优选的实施方式，所述蒸馏组件包括蒸馏烧瓶、缓冲瓶；所述蒸馏烧瓶能够盛放原油并被所述加热组件加热；所述缓冲瓶连接所述蒸馏烧瓶，并连接所述冷却单元。
作为一种优选的实施方式，所述蒸馏烧瓶为二口烧瓶；所述二口烧瓶放置于一底座上，所述缓冲瓶设置于所述二口烧瓶的上方；所述二口烧瓶通过玻璃管连接所述缓冲瓶，所述缓冲瓶通过弯管连接所述冷却单元。
作为一种优选的实施方式，所述加热组件包括加热腔室、加热件、以及温度显示器；所述加热腔室用于容纳所述蒸馏组件；所述加热件能够加热提升所述加热腔室内的温度；所述温度显示器能够显示所述加热腔室内的温度。
作为一种优选的实施方式，所述冷却单元包括位于所述油水分离单元与所述蒸馏单元之间的第一冷却系统；所述第一冷却系统包括第一过流管、以及第一冷却管；所述第一过流管具有连接所述缓冲瓶的第一端、以及连接所述油水分离单元的第二端；所述第一冷却管内用于冷却水流动，以将所述第一过流管内流入的蒸馏气体冷却液化。
作为一种优选的实施方式，所述第一过流管为直管；所述第一冷却管位于所述第一过流管的内部且沿螺旋延伸；所述第一冷却管在所述第一过流管的管壁上具有第一进水口及第一出水口。
作为一种优选的实施方式，所述第一过流管倾斜设置以使所述第二端为所述第一过流管的最低位置；所述第一出水口位于所述第一进水口的上方。
作为一种优选的实施方式，所述油水分离单元与所述过流管的第二端之间设有沉降容器；所述沉降容器能够收集所述冷却单元的冷却产物；所述油水分离单元连接于所述沉降容器的下方。
作为一种优选的实施方式，所述冷却单元还包括连接在所述沉降容器下游的第二冷却系统；所述第二冷却系统包括第二过流管及第二冷却管；所述第二过流管具有连接所述沉降容器的第三端、以及第四端；所述第二冷却管能够冷却所述第二过流管内的物质；所述第四端连接所述油水分离单元。
作为一种优选的实施方式，所述第二过流管与所述第二冷却管均为直管；所述第二冷却管套设于所述第二过流管外。
作为一种优选的实施方式，所述第二冷却管的壁上设有第二进水口及第二出水口；所述第二出水口位于所述第二进水口的上方。
作为一种优选的实施方式，所述第二进水口通过硅胶管连接所述第一出水口；所述第二出水口与所述第一进水口连接同一水源。
作为一种优选的实施方式，所述第二过流管倾斜设置以使所述第四端为所述第二过流管的最高位置；所述第二过流管的第四端设有安全保护组件；所述安全保护组件包括与所述第四端连通的缓冲囊、设置于所述缓冲囊与所述第四端之间的安全阀。
通过以上描述可以看出，本实用新型提供的原油脱水实验装置通过设有蒸馏单元、冷却单元以及油水分离单元，能够对原油进行脱水，操作流程简单，脱水时间短，同时，冷却单元以及油水分离单元能将蒸馏出来的原油轻质组分收集回收，倒入在蒸馏单元中脱水后的原油中混合均匀后获得的脱水原油能够确保原油的物理性质，防止原油脱水后组分损失过多，从而本实用新型所提供的原油脱水实验装置也能够改善脱水后的原油品质，从而达到室内评价实验要求。
参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型一种实施方式提供的原油脱水实验装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，为本实用新型一种实施方式提供的一种原油脱水实验装置示意图。在本实施方式中，所述原油脱水实验装置包括：蒸馏单元10，其能对原油蒸馏脱水；与所述蒸馏单元10连接的冷却单元20，其能够冷却所述蒸馏单元10的蒸馏气体；与所述冷却单元20相连接的油水分离单元30，其能对所述冷却单元20获得的物质进行油水分离以获取原油轻质组分；所述油水分离单元30具有用于排出所述原油轻质组分的排出口31。
在使用时，将待脱水原油(也可以称为原油样本)装入蒸馏单元10中，通过蒸馏单元10进行蒸馏脱水，原油在蒸馏脱水过程中产生蒸馏气体，蒸馏气体中会包含部分原油轻质组分及蒸馏水等物质。然后，蒸馏气体顺次流入下游的冷却单元20中，在冷却单元20的冷却作用下，蒸馏气体液化，形成原油轻质组分与蒸馏水的油水混合物。该冷却产物(油水混合物)顺次进入油水分离单元30中进行油水分离，其中，冷却产物中的原油轻质组分在油水分离单元30中与蒸馏水分离开，并由油水分离单元30的排出口31排出，并被收集回收。收集回收后的原油轻质组分倒入在蒸馏单元10中脱水后的原油中，混合均匀，形成脱水后的原油。
通过以上描述可以看出，本实施方式提供的原油脱水实验装置通过设有蒸馏单元10、冷却单元20以及油水分离单元30，能够对原油进行脱水，操作流程简单，脱水时间短，同时，冷却单元20以及油水分离单元30能将蒸馏出来的原油轻质组分收集回收，倒入在蒸馏单元10中脱水后的原油中混合均匀后获得的脱水原油能够确保原油的物理性质，防止原油脱水后组分损失过多，从而本实施方式所提供的原油脱水实验装置也能够改善脱水后的原油品质，从而达到室内评价实验要求。
在本实施方式中，所述蒸馏单元10可以包括蒸馏组件及加热组件13。其中，所述蒸馏组件能够盛放原油，所述加热组件13能够加热所述蒸馏组件以对原油蒸馏脱水。
在本实施方式中，所述蒸馏组件包括蒸馏烧瓶11、缓冲瓶12；所述蒸馏烧瓶11能够盛放原油并被所述加热组件13加热；所述缓冲瓶12连接所述蒸馏烧瓶，并连接所述冷却单元20。其中，缓冲瓶12也可以称为缓冲烧瓶，其能够会对暴沸(剧烈的沸腾)的原油进行缓冲，避免原油进入冷却单元20。
所述蒸馏烧瓶11可以为二口烧瓶11。所述二口烧瓶11可以放置于一底座上。所述缓冲瓶12设置于所述二口烧瓶11的上方。考虑到蒸馏气体的温度较高，所述二口烧瓶11通过玻璃管连接所述缓冲瓶12，所述缓冲瓶12通过弯管连接所述冷却单元20。
其中，弯管也可以为玻璃管。弯管可以沿曲线延伸，比如，弯管可以为直角管，也可以为弧形管。当然，弯管也可以沿不规则曲线延伸。二口烧瓶11在实验中一口处于封堵状态，另一口通过玻璃管连接缓冲瓶12。二口烧瓶11的未使用的开口可以供实验中采集数据使用，便于了解蒸馏气体的组成。
蒸馏烧瓶11通过玻璃管连接缓冲瓶12，玻璃管优选为直管，且为短管。缓冲瓶12的上下两侧均可以具有开口，位于下方的开口为进口，通过玻璃管连接蒸馏烧瓶11，位于上方的开口为出口，通过弯管连接冷却单元20。
在本实施方式中，通过设有缓冲瓶12可以有效防止在实验过程中原油加热后产生意外暴沸时，通过缓冲瓶12将暴沸的原油回至蒸馏用的二口烧瓶11中，避免其进入到冷却系统中，造成实验失败。
在本实施方式中，所述加热组件13包括加热腔室、加热件、以及温度显示器；所述加热腔室用于容纳所述蒸馏组件；所述加热件能够加热提升所述加热腔室内的温度；所述温度显示器能够显示所述加热腔室内的温度。
其中，加热件可以是电阻式加热设备，比如加热棒、加热丝等等。加热件可以位于加热腔室外，也可以为加热腔室内，通常，加热件位于加热腔室内。加热件消耗电能加热，其连接有电源。所以，加热组件13上可以设有电源开关，完成对加热件的加热控制。
如图1所示，加热组件13整体可以为箱体结构。加热腔室也可以为矩形体结构。温度显示器位于加热腔室的一侧，其中温度显示器可以连接有检测加热腔室内部温度的温度传感器。当然，加热组件13还可以设有加热多级开关，通过该多级开关设定不同的档位，使加热件在加热腔室内形成不同的加热温度，从而适应不同场景的原油脱水工作。
在本实施方式中，冷却单元20设置于蒸馏单元10的下游，能够接收由蒸馏单元10输入的蒸馏气体。在蒸馏气体中不仅存在蒸馏水(原油中的水汽化而来)，还会包含一定的原油轻质组分。冷却单元20能将蒸馏气体液化。
具体的，所述冷却单元20可以包括位于所述油水分离单元30与所述蒸馏单元10之间的第一冷却系统。所述第一冷却系统包括第一过流管21、以及第一冷却管22。所述第一过流管21具有连接所述缓冲瓶12的第一端、以及连接所述油水分离单元30的第二端；所述第一冷却管22内用于冷却水流动，以将所述第一过流管21内流入的蒸馏气体冷却液化。
其中，第一冷却管22中可以流动有冷却水，通过流动的冷却水将蒸馏气体中的热量吸收带走，进而冷却液化蒸馏气体。在本实施方式中，第一冷却管22可以在第一过流管21内，也可以在第一过流管21外。第一冷却管22与第一过流管21可以为直管，也可以为弯管或不规则形状管。作为优选的，所述第一过流管21可以为直管；所述第一冷却管22位于所述第一过流管21的内部且沿螺旋延伸。所述第一冷却管22在所述第一过流管21的管壁上具有第一进水口及第一出水口。
其中，螺旋状的第一冷却管22可以增加冷却面积，使蒸馏气体中的蒸馏水以及原油轻质组分快速冷却液化，提升了冷却效率，减少实验时长。当然，第一冷却管22也可以为波浪状，本实施方式并不作特别地限定。
为避免冷却液化后的液体倒灌或回流至蒸馏单元10中，所述第一过流管21倾斜设置以使所述第二端为所述第一过流管21的最低位置；所述第一出水口位于所述第一进水口的上方。如此设置，在第一冷却系统中冷却生成的冷却产物(上述油水混合物)可以快速流入到第一过流管21的第二端，进而避免第一过流管21内形成堵塞，影响脱水速率。
在本实施方式中，油水分离单元30位于冷却单元20的下方，油水分离单元30也可以称为油水分离器。油水分离单元30设有排出口31，以排出分离出来的原油轻质组分。收集油水分离单元30获得的原油轻质组分，倒入蒸馏单元10蒸馏后的原油中，搅拌均匀，从而保证蒸馏后的原油组分不会损失过多。
在本实施方式中，所述油水分离单元30与所述第一过流管21的第二端之间设有沉降容器；所述沉降容器能够收集所述冷却单元20的冷却产物；所述油水分离单元30连接于所述沉降容器的下方。
其中，沉降容器可以为水平管段，也可以为水平摆放的容器，比如烧瓶、烧杯等等。在本实施方式中，所述冷却单元20还可以包括连接在所述沉降容器下游的第二冷却系统。所述第二冷却系统包括第二过流管23及第二冷却管24。所述第二过流管23具有连接所述沉降容器的第三端、以及第四端。所述第二冷却管24能够冷却所述第二过流管23内的物质；所述第四端连接所述油水分离单元30。
其中，第二冷却管24中可以流动有冷却水，通过流动的冷却水将蒸馏气体中的热量吸收带走，进而冷却液化蒸馏气体。在本实施方式中，第二冷却管24可以在第二过流管23内，也可以在第二过流管23外。
所述第二过流管23与所述第二冷却管24均可以为直管；所述第二冷却管24套设于所述第二过流管23外。所述第二冷却管24的壁上设有第二进水口及第二出水口；所述第二出水口位于所述第二进水口的上方。所述第二进水口通过硅胶管连接所述第一出水口。所述第二出水口与所述第一进水口连接同一水源。
可以看出，第二冷却系统的第二过流管23设计为直管，可以减少原油轻质组分和蒸馏水阻力，防止管内压力过大造成冷却系统爆破。同时，上述结构的冷却单元20也可以对冷却水循环利用。
在本实施方式中，所述第二过流管23倾斜设置以使所述第四端为所述第二过流管23的最高位置；所述第二过流管23的第四端设有安全保护组件；所述安全保护组件包括与所述第四端连通的缓冲囊50、设置于所述缓冲囊50与所述第四端之间的安全阀51。具体的，缓冲囊50可以通过硅胶管连接油水分离单元30。
其中油水分离单元30的进液口也可以设置有三通连接件，三通连接件的其余两个端口一个连接沉降容器，另一个通过硅胶管连接缓冲囊50。缓冲囊50可以设有支撑支架，从而支撑于油水分离单元30的上方。
其中，通过安全阀51可以保证冷却系统的安全顺利进行，当达到安全上限(第二冷却系统中冷却产物过多，或气压过高)时，安全阀51打开，溢出的原油轻质组分和蒸馏水通过缓冲囊50、硅胶管进入到油水分离单元30中，这样保证了所有原油轻质组分最终都回收到油水分离单元30中，再通过油水分离单元30将原油轻质组分回收，最后倒入脱水后的原油样中，确保原油的物理性质。
接下来将详细描述图1所示结构的原油脱水实验装置进行原油脱水实验的过程，以方便理解本实用新型。
首先，将取样原油500ml倒入蒸馏单元10的二口烧瓶11中，按照要求依次连接好该装置各组分部分，打开加热组件13的电源开关，温度控制200℃。
通过加热组件13加热后，原油轻质组分和蒸馏水经第一冷却系统沉降至沉降容器中，然后进入到油水分离系统中。
当第二冷却系统达到安全上限时，安全阀51打开，溢出的原油轻质组分和蒸馏水通过缓冲囊50、硅胶管进入到油水分离单元30中，再通过油水分离单元300将原油轻质组分回收，最后倒入脱水后的原油样中，对其加热保证原油溶液的均匀性。整个原油脱水时间在8-12小时，脱水后原油含水量<2‰，达到了室内实验评价分析要求。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。