一种原油氧化过程粘度测定仪的制作方法

本实用新型涉及黏度测定技术领域，具体涉及一种原油氧化过程中粘度测定仪。

背景技术：

现阶段注气技术越来越多地应用于油藏开发中，在气体的选择上，成本低、不受地域及环境限制的空气受到普遍重视，故而注空气提高采收率的方法引起人们广泛关注。在空气驱油过程中，空气中的氧气会与储层流体及岩矿发生氧化反应，为了使空气与储层流体及岩矿物质充分反应，研究氧化过程中成分、原油性质的变化及反应机理，采用一种能够绕轴旋转的密闭反应釜，使空气和固液反应物充分混合，进行后续反应。在反应过程中，产生一系列物理化学变化，如温度、压力的变化、不同气体的生成或消耗、原油中溶解气量的变化等。氧气和原油发生放热反应，消耗氧气生成碳的氧化物以及反应产生的热量使油层温度升高，促使轻质组分蒸发，气体的生成和消耗使得压力发生变化，反应生成co2易溶于原油，氧化反应过程中产生碳链断裂，长碳链组分减少，这些都会导致原油粘度的变化且难以界定粘度的变化趋势。而粘度作为原油的重要性质，测定氧化过程中的原油粘度参数对研究反应机制具有重要意义。

现有技术中，经常采用落球法对黏度进行测定。现有技术中公开了一种高温高压重力感应式落球法液体黏度测试仪，在样品筒中设置充满待测样品，样品筒的两端同时设置有力敏传感器，在其中一个力敏传感器上设置有螺线管。在测试过程中，将具有螺线管的一端转动至最上方，螺线管通电产生电磁力，将落球吸住，然后螺线管断电，此时位于上方的力敏传感器启动，开始计时。当落球降落至最低端后触发位于下方位置的力敏传感器，此时计时停止，进而记录下最终落球的下落时间。通过落球在两个力敏传感器位置的时间间隔以及待测液体密度等参数，利用相应的公式计算得到液体的黏度。

但是，在实际黏度测试过程中，需要测试落球发生匀速运动的时间以及进行匀速运动的位移。在现有技术提供的黏度测试仪中，直接默认落球的全部运动路径为匀加速段，但是当经过一段时间加热后，原油会出现部分气化，造成上方是气体，下方是液体，在整个下落过程中并不是完整的匀速运动。同时通过现有技术提供的黏度测试仪并无法得知具体哪一段可以使匀速段，哪一段是非匀速段，进而造成最终测得的实验数据不精确。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的黏度测试仪在“上气下油”情况下无法测试原油黏度的缺陷。

为此，本实用新型提供一种原油氧化过程粘度测定仪，包括：反应罐体，内部设置有流体腔，所述反应罐体包括：盖体；所述盖体通过螺纹连接可拆卸地设置在壳体上；两个电磁线圈，分别设置在所述反应罐体的内壁的两端位置，当所述电磁线圈通电后，用以吸附金属球；若干个沿高度方向设置的位置传感器，设置在所述壳体的内壁的一侧位置上，相邻两个所述位置传感器在高度方向上等距设置，所述位置传感器用以记录所述金属球在下落过程中经过不同位置时的时间；其中，相邻两个所述位置传感器之间的距离与所述壳体的高度的比值为1：(4-7)，所述壳体的开口与所述位置传感器之间的距离与所述壳体的长度的比值为1：(8-15)。

本实用新型中，所述壳体包括：外壳，其上设置有所述开口；加热套，与电源相连接，所述加热套内部用以灌注待测流体，所述加热套靠近所述开口的位置设置有外螺纹；第一石棉层，设置在所述加热套外部，所述第一石棉层坐落在所述外壳的底部，所述位置传感器设置在所述第一石棉层上。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述第一石棉层的端部设置有容纳部，所述容纳部内部设置有所述电磁线圈。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述盖体内部设置第二石棉层，所述第二石棉层与所述第一石棉层相对应的部位设置有所述电磁线圈，所述第二石棉层靠近所述壳体的部位延伸设置有内螺纹，所述内螺纹用以与所述外螺纹相配合。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述盖体上设置有压力传感器及温度传感器，所述压力传感器及所述温度传感器的端部深入到所述流体腔内部。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述第二石棉层上设置有所述位置传感器，所述位置传感器与所述盖体内部的所述电磁线圈之间的垂直距离与所述第二石棉层的高度的比值为1：(3-4)。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述外壳包括两块彼此扣合的子壳，每个所述子壳上分别设置有锁扣。

本实用新型提供的粘度测定仪，两个所述子壳上分别连接有连杆，外力作用在所述连杆上以带动所述子壳发生转动。

本实用新型提供的粘度测定仪，所述第一石棉层与所述第二石棉层与所述电磁线圈相对应的部位设置有凹槽，所述凹槽与所述金属球的形状一致。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的原油氧化过程粘度测定仪，包括：反应罐体，内部设置有流体腔，所述反应罐体包括：盖体；所述盖体通过螺纹连接可拆卸地设置在壳体上；两个电磁线圈，分别设置在所述反应罐体的内壁的两端位置，当所述电磁线圈通电后，用以吸附金属球；若干个沿高度方向设置的位置传感器，设置在所述壳体的内壁的一侧位置上，相邻两个所述位置传感器在高度方向上等距设置，所述位置传感器用以记录所述金属球在下落过程中经过不同位置时的时间；其中，相邻两个所述位置传感器之间的距离与所述壳体的高度的比值为1：(4-7)，所述壳体的开口与所述位置传感器之间的距离与所述壳体的长度的比值为1：(8-15)。

本实用新型中，通过设置位置传感器，可以实时监测金属球在下落过程中经过每个位置传感器的时间，然后通过计算经过相邻两段位置传感器之间的时间是否相同，来判断金属球是否已经进行匀速运动。当经过判断金属球在某一段已经进行运动后，获取该段的距离和经过该段的时间，进而放入公式中进行计算。

本实用新型中，相邻两个所述位置传感器之间的距离与所述壳体的高度的比值为1：(4-7)，上述的设置方式可以确保尽可能地获得金属球在下落过程中的速度数据，从而为后期判断匀速段做准备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的所述原油氧化过程粘度测定仪的结构示意图；

附图标记说明：

1-盖体；2-壳体；3-电磁线圈；4-金属球；5-位置传感器；6-子壳；7-加热套；8-外螺纹；9-第一石棉层；10-第二石棉层；11-内螺纹；12-压力传感器；13-连杆；14-凹槽；15-锁扣；16-流体腔；h2-位置传感器与电磁线圈之间的垂直距离；h2-第二石棉层的高度；h1-壳体高度；h1-相邻两个所述位置传感器之间的距离。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

本实施例提供一种原油氧化过程粘度测定仪，如图1所示，包括：反应罐体，内部设置有流体腔16，所述反应罐体包括：盖体1；所述盖体1通过螺纹连接可拆卸地设置在壳体2上；两个电磁线圈3，分别设置在所述反应罐体的内壁的两端位置，当所述电磁线圈3通电后，用以吸附金属球4；若干个沿高度方向设置的位置传感器，设置在所述壳体2的内壁的一侧位置上，相邻两个所述位置传感器5在高度方向上等距设置，所述位置传感器5用以记录所述金属球4在下落过程中经过不同位置时的时间；其中，如图1所示，相邻两个所述位置传感器5之间的距离h1与所述壳体2的高度h1的比值为1：(4-7)，所述壳体2的开口与所述位置传感器5之间的距离与所述壳体2的长度的比值为1：(8-15)。

本实施例中，采用如下的公式对粘度进行计算：

其中，η为需要技术的粘度，ρ为小球材料的密度，l为小球匀速下落的距离，t为小球下落l距离所用的时间。

本实施例中，如图1所示，所述壳体2包括：外壳，其上设置有朝上设置的开口，为了方便进行安装，外壳包括两块彼此扣合的子壳6，每个所述子壳6上分别设置有锁扣15。在安装过程中，通过锁扣15实现两个子壳6之间的安装。加热套7，与电源相连接，所述加热套7内部用以灌注待测流体，第一石棉层，设置在所述加热套7外部，所述第一石棉层坐落在所述外壳的底部，所述位置传感器设置在所述第一石棉层上。

本实施例中，为了实现盖体1和壳体2之间的安装，在盖体1上设置有内螺纹11，在壳体2的顶端设置有外螺纹8，通过螺纹配合实现二者之间的连接。

本实施例中，为了放置电磁线圈3，在第一石棉层的端部设置有容纳部，所述容纳部内部设置有所述电磁线圈3。同时，在盖体1内部设置第二石棉层，所述第二石棉层与所述第一石棉层相对应的部位设置有所述电磁线圈3。

本实施例中，为了测试原油在氧化过程中自身参数的变化，在盖体1上设置有压力传感器12及温度传感器，所述压力传感器12及所述温度传感器的端部深入到所述流体腔16内部。同时，在压力传感器12和温度传感器上分别连接有导线，通过传感器测得的参数直接传输到外界。

本实施例中，在第二石棉层上同样设置有位置传感器，当金属球4通过第二石棉层上的位置传感器5时，位置传感器5发出信号至外界，以告知使用者或者中央控制器金属球4在进行下落动作。本实施例中，对位置传感器5在第二石棉层中的位置进行了限定，具体地，如图1所示，位置传感器与所述盖体1内部的所述电磁线圈3之间的垂直距离h2与所述第二石棉层的高度h2之间的比值为1：(3-4)。例如，当h2＝5cm时，h2的范围在15cm-20cm之间。

本实施例提供的粘度测定仪中，两个所述子壳6上分别连接有连杆13，在连杆13上连接有电机以带动所述子壳6发生转动。通过设置连杆13，可以方便在壳体2中完成原油注入后对壳体2的角度进行调整，以使壳体2保持垂直状态。

本实施例提供的粘度测定仪中，在所述第一石棉层与所述第二石棉层与所述电磁线圈3相对应的部位设置有凹槽14，所述凹槽14与所述金属球4的形状一致。当金属球4经过下落落入到凹槽14内部时，可以稳定在凹槽14内部，从而方便对金属球4进行拿取操作。

本实施例提供的粘度测试仪的工作过程如下：

在壳体的加热套内部放入反应物，包括原油流体、黏土矿物固体、以及一定的空气气体等。然后在电磁线圈上通电，将金属球放置在电磁线圈上，将盖体的内螺纹连接在加热套的外螺纹上。当连接完毕后，通过电机转动外壳，使得整个粘度测试仪保持竖直状态，然后对加热套通电，启动对加热套内部的流体的加热。此时通过压力传感器和温度传感器测得的数据会传递至外界，当达到设定温度压力后，对电磁线圈进行断电，此时金属球将在重力作用下进行下落。当金属球依次通过位于壳体内部的位置传感器时，每个位置传感器均会发出信号以记录通过该位置时对应的时间。将相邻两个位置传感器作为一段，将金属球经过相邻两端位置传感器时的时间一致时，证明此时金属球将进行运动运动。距离来说，金属球经过竖向第一个位置传感器时定义为0s，经过第二个位置传感器时时间为5s，经过第三个位置时时间为10s，同时相邻两个位置传感器之间的距离为5cm，此时相邻两端的时间间隔均为5s，证明此时金属球在进行匀速运动。由于相邻两个位置传感器之间的距离是一定的，此时记录在距离5cm和时间5s，带入本实施例提供的公式中即可。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。