专利名称：用于原油低温集输技术界限优化的试验装置的制作方法
技术领域：
用于原油低温集输技术界限优化的试验装置一、 技术领域:本实用新型涉及的是用于原油低温集输的装置，具体涉及的是用于原油低温集输技术界限优化的试验装置。二、背景技术:作为油田高耗能的地面油气集输环节，其集油部分能耗约占集输系统总能耗的60 80%，而其中热能消耗就占90%以上，特别当油井开采不断转入高含水期后，绝大部分热能将被耗于加热混输掺水上，导致中转站加热炉耗气量呈急剧上升趋势，原油生产成本相应提高，因此，对于集油工艺运行参数的优化及开展常、低温集输技术研究一直是油田地面工程领域的研究重点和热点。目前普遍采用的研究方法大致包括:一是基于优化设计理论建立数学模型，编制优化计算软件，该方法理论性虽强，但在计算时很难将实际流动过程中含水原油相关物性参数的变化充分考虑，只能通过采取拟合的手段确定参数取值，同时，也对许多问题进行了理想化处理；二是直接进行现场试验摸索确定，该方法比较具有指导意义，但所需试验周期长，且为避免造成生产事故，实际操作中对运行参数的调整范围局限性很大；三是借助于室内模拟试验的研究手段，其可操作性强，适用范围广，可为工程实际提供各种有益依据和参考，但技术资料调研表明，目前尚无应用于研究原油低温集输技术的成型试验仪器或装置，或是只适用于流型研究的多相流试验装置，或是简易的环道模拟试验装置，对集油管规格、土壤环境温度、掺水量、掺水温度及介质流速等工况条件的改变没有结合起来加以考虑，研究成果对实际集输技术界限的确定和工艺运行参数的优化缺乏有力指导价值。三、发明内容:本实用新型的目的是提供用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，这种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置用于解决目前缺少用于研究原油低温集输技术的成型试验仪器或装置的问 题。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:这种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置包括原油罐、掺水罐、测试管路、温控浴槽、压力变送器、温度变送器、乳化罐、数据采集处理系统，测试管路由两根测试管并联构成，测试管由等径不锈钢管和承压玻璃管螺纹连接而成，其中不锈钢管外缠绕保温带，测试管路设置在温控浴槽内，测试管路的前后均安装有压力变送器和温度变送器；原油罐与掺水罐并联后再与测试管路入口连接，原油罐出口安装有输油泵，掺水罐出口安装有掺水泵；测试管路出口通过管线与乳化罐连接，乳化罐出口通过管线连接至测试管路入口，乳化罐与测试管路之间的管线上设置有内循环齿轮泵、蜗轮液体流量计；蜗轮液体流量计、所述的各个压力变送器、各个温度变送器均与数据采集处理系统连接；原油罐、掺水罐、乳化罐均座在相对应的计量电子称上。上述方案中原油罐、掺水罐、乳化罐中均安装有磁力搅拌装置，各个磁力搅拌装置分别与数据采集处理系统连接，输油泵、掺水泵、内循环齿轮泵均与调速驱动变频器连接，各个调速驱动变频器分别与数据采集处理系统连接；温控浴槽带有温控系统，温控系统由冷机组和温控器构成，温控器设置在位于温控浴槽内的承压玻璃管处，冷机组和温控器分别与数据采集处理系统连接。上述方案中两个测试管中，其中之一由DN65不锈钢管和DN65承压玻璃管螺纹连接而成，另一根由DN50不锈钢管和DN50承压玻璃管螺纹连接而成。上述方案中原油罐、掺水罐及乳化罐均自带有加热保温系统。有益效果:1、本实用新型的流程设计、技术参数均与工程实际相似，对原油物性及工况条件的适用范围广，能可靠模拟原油低温及降粘集输运行方案，自动化程度高，便于维护。2、本实用新型可确定不同工况条件下集输技术界限，为集油工艺运行参数优化提供可靠依据。
:图1是本实用新型的结构示意图。1.原油罐，2.掺水罐，3.不锈钢管，4.承压玻璃管，5.输油泵，6.掺水泵，
7.乳化罐，8.磁力搅拌装置，9.冷机组，10.温控浴槽，11.温控器，12.压力变送器，13.温度变送器，14.内循环齿轮泵，15.蜗轮液体流量计，16.数据采集处理系统，17.电接点压力表，18.计重电子称。五具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型做进一步的说明:如图1所示，这·种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置包括原油罐1、掺水罐2、测试管路、温控浴槽10、压力变送器12、温度变送器13、乳化罐7、数据采集处理系统16，测试管路由两根总长度均为Ilm左右的测试管并联构成，测试管由等径不锈钢管3和承压玻璃管4螺纹连接而成，其中一根测试管由DN65不锈钢管3和DN65承压玻璃管4螺纹连接而成，另一根由DN50不锈钢管3和DN50承压玻璃管4螺纹连接而成，采用螺纹密封连接方式，拆卸方便，能实现不同方案模拟试验结束后对管内沉积物的刮取，每根测试管的不锈钢管4外缠绕保温带，测试管中3m长的玻璃管区作为试验主要测试、观察区，并主要是将其置于温控浴槽10中。测试管路的前后均安装有低压压力变送器12和高精度温度变送器13，测试管路前还安装有电接点压力表17，电接点压力表17安装在压力变送器12和温度变送器13的前面。测试管路也可以整体都在温控浴槽10内，温控浴槽10带有温控系统，温控系统由冷机组9和温控器11构成，温控器11设置在位于温控浴槽10内的承压玻璃管4处，冷机组9和温控器11分别与数据采集处理系统16连接。由温控器11和冷机组9调节环境温度，模拟实际埋地管道周围土壤环境温度的季节性变化。原油罐I与掺水罐2并联后再与测试管路入口连接，原油罐I出口安装有输油泵5，掺水罐2出口安装有掺水泵6 ;测试管路出口通过管线与乳化罐7连接，乳化罐7出口通过管线连接至测试管路入口，乳化罐7与测试管路之间的管线上设置有内循环齿轮泵14、蜗轮液体流量计15 ;原油罐1、掺水罐2、乳化罐7均座在计量电子称18上，原油罐1、掺水iiS 2及乳化iip 7均自带有加热保温系统，原油iip I和惨水iip 2的各积均为30L，iig内温度在室温 100°C连续可调，掺水量及输送原油含水率参数均由电子称计量18调节；乳化罐7的容积为50L。所述的蜗轮液体流量计15、所述的各个压力变送器12、各个温度变送器13均与数据采集处理系统16连接；原油罐1、掺水罐2、乳化罐7中均安装有磁力搅拌装置8，各个磁力搅拌装置8分别与数据采集处理系统16连接，输油泵5、掺水泵6、内循环齿轮泵14均与调速驱动变频器连接，各个调速驱动变频器分别与数据采集处理系统16连接；数据采集处理系统16可对试验所有数据分类别实时监测，自动存储，最后根据分析需要进行自动处理。本实用新型的阀组以符合工艺流程切换、尽量减少局部摩阻损失、满足系统工作压力及保证运行安全为原则而设置，并结合试验需要在相关模块上设有加样口、取样口、清洗排污口等。本实用新型进行模拟试验时，通过加样口分别向原油罐1、掺水罐2中加入已知含水率的原油和采出污水，利用计重电子称18计量加入量，打开其磁力搅拌装置，并启动数据采集处理系统16，根据试验方案具体要求，设置相应的温度、泵速等工况参数，若方案需要温控浴槽10内的环境温度低于室温，则同时运行冷机组9，然后手动调节DN65不锈钢管或DN50不锈钢管沿程的阀门开度，检查工艺流程。待温度达到设定值后，启动输油泵5和掺水泵6，并根据计重电子称18的示值调节、控制系统掺水量，此时，打开并调节油水乳化罐7内的磁力搅拌装置8，使流动介质在罐内产生乳化。当承压玻璃管入口端压力上升到
0.5MPa左右，且系统掺水量达到方案要求时，按照设置参数启动内循环齿轮泵14，关闭输油泵5和掺水6泵，打开数据采集系统16，开始掺水集输模拟试验。通过对介质循环流动过程中温度、压力数据的实时监测，反映相应掺水集输方案下的温降、压降变化规律，通过对承压玻璃管内流动介质的观察，描述相应掺水集输方案时的油水流型，结合试验不同阶段的取样及最终管壁沉积状况分析，可确定该方案时的集输技术界限。参照以上方式，可以通过切换工艺流程、改变工况条件来模拟各种不同方案，从而对比分析掺水集输效果，确定回油温度界限，指导集油工艺运行参数的优化。同时，在试验进行中，可间断性启动输油泵，模拟井口低温采出液掺 入后对集输系统压力、温度场的影响。
权利要求1.一种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，其特征在于:这种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置包括原油罐(I)、掺水罐(2)、测试管路、温控浴槽(10)、压力变送器(12)、温度变送器(13)、乳化罐(7)、数据采集处理系统(16)，测试管路由两根测试管并联构成，测试管由等径不锈钢管(3)和承压玻璃管(4)螺纹连接而成，其中不锈钢管(3)外缠绕保温带，测试管路设置在温控浴槽(10)内，测试管路的前后均安装有压力变送器(12)和温度变送器(13);原油罐(I)与掺水罐(2)并联后再与测试管路入口连接，原油罐(I)出口安装有输油泵(5 )，掺水罐(2 )出口安装有掺水泵(6 );测试管路出口通过管线与乳化罐(7)连接，乳化罐(7)出口通过管线连接至测试管路入口，乳化罐(7)与测试管路之间的管线上设置有内循环齿轮泵(14)、蜗轮液体流量计(15);蜗轮液体流量计(15)、所述的各个压力变送器(12)、各个温度变送器(13)均与数据采集处理系统(16)连接；原油罐(I)、掺水罐(2)、乳化罐(7)均座在相对应的计量电子称(18)上。
2.根据权利要求1所述的用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，其特征在于:所述的原油罐(I)、掺水罐(2)、乳化罐(7)中均安装有磁力搅拌装置(8)，各个磁力搅拌装置(8)分别与数据采集处理系统连接(16)，输油泵(5)、掺水泵(6)、内循环齿轮泵(14)均与调速驱动变频器连接，各个调速驱动变频器分别与数据采集处理系统(16)连接；温控浴槽(10)带有温控系统，温控系统由冷机组(9)和温控器(11)构成，温控器(11)设置在位于温控浴槽(10)内的承压玻璃管(4)处，冷机组(9)和温控器(11)分别与数据采集处理系统(16)连接。
3.根据权利要求1所述的用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，其特征在于:所述的两个测试管中，其中之一由DN65不锈钢管(3)和DN65承压玻璃管(4)螺纹连接而成，另一根测试管由DN50不锈钢管(3)和DN50承压玻璃管(4)螺纹连接而成。
4.根据权利要求1所述的用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，其特征在于:所述的原油罐(I)、掺水罐(2)及乳化罐(7)均自带有加热保温系统。
专利摘要本实用新型涉及的是用于原油低温集输技术界限优化的试验装置，这种用于原油低温集输技术界限优化的试验装置的测试管路由两根测试管并联构成，测试管由等径不锈钢管和承压玻璃管螺纹连接而成，测试管路设置在温控浴槽内，测试管路的前后均安装有压力变送器和温度变送器；原油罐与掺水罐并联后再与测试管路入口连接；测试管路出口通过管线与乳化罐连接，乳化罐出口通过管线连接至测试管路入口，乳化罐与测试管路之间的管线上设置有蜗轮液体流量计；蜗轮液体流量计、所述的各个压力变送器、各个温度变送器均与数据采集处理系统连接；原油罐、掺水罐、乳化罐均座在相对应的计量电子称上。本实用新型能可靠模拟原油低温及降粘集输运行方案。
文档编号G01M99/00GK203101083SQ20132013482
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月23日 优先权日2013年3月23日
发明者王志华, 乐昕朋, 苏留帅 申请人:东北石油大学