一种全自动原油粘度测试仪的制作方法

1.本发明涉及石油勘探开发实验测试技术技术领域，具体涉及一种全自动原油粘度测试仪。


背景技术：

2.在石油勘探开发领域，原油粘度反映原油流动过程中的内部摩擦阻力，是评价原油流动性能的重要物理性质参数。原油粘度测试参数对地层原油开采、地面原油集输具有重要的指导作用。
3.目前主要采用坎农-芬斯克逆流粘度计测试原油运动粘度，该方法比较成熟，在石油实验测试领域广泛使用。但是粘度计存在操作过程复杂、人为误差较大、失败率较高、毛细玻璃管难以清洗等缺点。
4.目前主要采用数显旋转粘度计测试原油动力粘度。此类粘度计具有测量灵敏度高、测试结果可靠等特点，但是每次只能测试一个样品，无法自动进样，无法自动清洗仪器，只能实现半自动测量。
5.专利文献cn 202092927 u中公开了种自动型运动粘度测试仪，方案中采用主要电磁阀和粘度计等设备对液体粘度进行测试，但测试过程和清洗过程中需要清洗瓶或样品瓶，且装置自动化不高、清洗不全面，使用效果不理想。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种操作简单、准确度高、重现性好、智能化的全自动原油粘度测试仪，以解决现有技术中导致的缺陷。
7.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：一种全自动原油粘度测试仪,包括：仪器箱体、水浴缸，仪器箱体、水浴缸支脚支于地面；所述仪器箱体内设有可转动的样品盘，样品盘一圈边缘处均匀设有多个安装口，且安装口固定有多个样品瓶和一个清洗瓶；所述仪器箱体底部固定有数控丝杆滑台，所述数控丝杆滑台端部固定连接有取样针，所述仪器箱体内壁固定有ptc暖风机、第一温度传感器；所述水浴缸设于仪器箱体一侧，且水浴缸内固定第一逆流粘度计、第二逆流粘度计，所述第一逆流粘度计、第二逆流粘度计一端顶部贯通连接有电磁阀主体，另一端连接有管体，所述电磁阀主体一端软管连接所述取样针，另一端连接管体，所述管体用于转接蠕动泵、废液瓶，所述水浴缸顶部设有金属盖，金属盖底部安装有第二温度传感器。
8.所述控丝杆滑台包括：台柱、限位板，限位板固定连接与台柱顶部，且限位板与台柱之间转动连接有丝杆，所述丝杆固定连接台柱内的电机，所述丝杆杆体上还旋转设有滑杆，滑杆固定连接所述取样针。
9.所述仪器箱体下端设有蜗轮蜗杆传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构包括：安装箱、涡杆、步进电机；所述涡杆一端转动连接仪
器箱体底壁，并穿过底壁固定连接样品盘，另一端置于安装箱，所述步进电机输出轴固定连接有涡轮，且涡轮置于安装箱啮合连接涡杆。
10.所述第一逆流粘度计型号尺寸大于第二逆流粘度计。
11.所述第一逆流粘度计、第二逆流粘度计体表上一体贯通连接有一个大球体和三个小球体，所述大球体下端、小球体之间连接处均设有电容式液位传感器。
12.所述电磁阀主体包含：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，第三电磁阀左右两端分别固定连接第一电磁阀、第二电磁阀；所述第一电磁阀左端固定连接第一逆流粘度计入口、右端固定连接管体，所述第二电磁阀左端固定连接第二逆流粘度计入口，右端固定连接管体，所述第一逆流粘度计、第二逆流粘度计的出口也固定连接管体。
13.所述管体分为第一导管、第二导管，第三导管所述第一电磁阀右端和第一逆流粘度计出口固定连接第一导管，所述第二电磁阀右端和第二逆流粘度计出口固定连接第二导管，所述第一导管、第二导管使用三通管连接所述第三导管，且第三导管末端连接蠕动泵，蠕动泵与废液瓶尾管连接。
14.所述第一导管、第二导管与第三导管之间还设有第四电磁阀，所述第四电磁阀左端固定连接两第一导管，右端定连接两第二导管，下端固定连接第三导管。
15.所述仪器箱体、水浴缸均为透明材料制作。
16.根据上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：1.本发明通过仪器箱体、水浴缸，将测试装置分体设置，其中仪器箱体内可自动抽取多组原油，增强了装置的实用性，水浴缸设置的一组逆流粘度计，通过蠕动泵形成负压来抽取原油进行粘度测试，同时装置中控制器plc记录逆流粘度计中原油到达某刻度线的时间数据，测试过程实现全自动化且在测试过程中了自动清洗管道，可以有效提高装置的测试的准确度，减小测试误差。
17.2.该发明装置中配备了恒温系统，可有效防止温度下降导致原油凝固，使原油在管道内畅通蠕动，减小了实验误差，其次两种规格的逆流粘度计配合仪器箱体使用，进一步扩大装置的使用范围。
附图说明
18.图1为本发明整体结构示意图。
19.图2为本发明中数控丝杆滑台结构示意图。
20.图3为本发明中m处的放大图。
21.图4为本发明h处的放大图。
22.其中：1步进电机、2样品盘、3样品瓶、4清洗瓶、5 ptc暖风机、6第一温度传感器、7数控丝杆滑台、8取样针、9仪器箱体、10水浴缸、11加热管、12第二温度传感器、13第一电磁阀、14第一逆流粘度计、15电容式液位传感器、16废液瓶、17蠕动泵、18第二电磁阀、19第二逆流粘度计、20第三电磁阀、21第一导管、22第四电磁阀、23第二导管、24第三导管、71台柱、72限位板、73丝杆、101涡轮。
具体实施方式
23.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
24.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
25.如图1至图4所示，本发明提供一种全自动原油粘度测试仪，其包括两大组件自动进样器和粘度测试仪，自动进样器中的仪器箱体9为内部提供很稳环境，在仪器箱体9内设置样品盘2，样品盘2上开设了8个安装口，在使用时安装口可标记编号方便实验记录，安装口内盛放了7个装有原油的样品瓶3和1个装有汽油的清洗瓶4，仪器箱体9内安装有ptc暖风机5、第一温度传感器6，仪器箱体9内的控制器控制ptc暖风机5出风温度，仪器箱体9内还固定有数控丝杆滑台7，数控丝杆滑台7上固定有取样针8，并带动取样针8上下移动抽取原油，仪器箱体9底部安装蜗轮蜗杆传动机构，其包含：安装箱、涡杆101、步进电机1；所述涡杆101一端转动连接仪器箱体9底壁，并穿过底壁固定连接样品盘2，另一端置于安装箱，步进电机1输出轴固定连接有涡轮，且涡轮置于安装箱啮合连接涡杆101；粘度测试仪中主要部件置于水浴缸10体内，水浴缸10底部螺旋固定有加热管11，实际操作时，可在水浴缸10上安装不锈钢盖子，在不锈钢盖子底部安装第二温度传感器12，温度传感器12竖直延伸至水浴缸10中心点，可为水浴缸提供室温～65℃的恒温环境，水浴缸10设于仪器箱体9一侧，且水浴缸10内固定第一逆流粘度计14、第二逆流粘度计19，所述第一逆流粘度计14、第二逆流粘度计19一端顶部贯通连接有电磁阀主体，另一端连接有管体，所述电磁阀主体一端软管连接所述取样针8，另一端连接管体，且管体依次连接有蠕动泵17、废液瓶16。其中样品瓶为直径3cm、高度5cm的圆柱形玻璃瓶。清洗瓶为直径12cm、高度5cm的细颈玻璃瓶。仪器盖为真空隔热钢化玻璃盖，竖直开启90
°
即可打开，便于拿取样品瓶和清洗瓶，便于观察内部运行状况。
26.本发明一次性可检测多个样品，且装置中通过控制器控制零部件设备的自动化行程，数控丝杆滑台7带动取样针8上下移动抽取原油，通过软管进入电磁阀主体，继而进入第一逆流粘度计14或第二逆流粘度计19观察原油界面的变化时间判断原油粘度，需要清洗管路时，转动样品盘2并将取样针8插入清洗瓶4中吸取汽油，汽油经过管道对管道中的残留物进行溶解、并带出流入废液瓶16。
27.其中观察图2，可看出数控丝杆滑台7的具体结构包括：台柱71、限位板72，限位板72固定连接与台柱71顶部，且限位板72与台柱71之间转动连接有丝杆73，所述丝杆73固定连接台柱71内的电机，所述丝杆73杆体上还旋转设有滑杆，滑杆固定连接所述取样针8，将软管连接取样针8出口后使用扎带沿数控丝杆滑台7体表绑扎，由于取样针8需要上下移动，故绑扎时，软管需要预留活动长度，软管从仪器箱体9底部穿出连接电磁阀主体，具体安装时：第一逆流粘度计14选用2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计，第二逆流粘度计19选用1.2mm坎农-芬斯克逆流粘度计，第一逆流粘度计14、第二逆流粘度计19体表上一体贯通连接有一个大球体和三个小球体，所述大球体下端处、小球体之间连接处均设有
电容式液位传感器15；参考图4，图中关于电磁阀主体的具体结构组成，其包含三个电磁阀，分别为电磁阀主体包含：第一电磁阀13、第二电磁阀18、第三电磁阀20，第三电磁阀20左右两端分别固定连接第一电磁阀13、第二电磁阀18；所述第一电磁阀13左端固定连接第一逆流粘度计14入口、右端固定连接管体，所述第二电磁阀18左端固定连接第二逆流粘度计19入口，右端固定连接管体，所述第一逆流粘度计14、第二逆流粘度计19的出口也固定连接管体。
28.具体的：管体分为第一导管21、第二导管23，第三导管24所述第一电磁阀13右端和第一逆流粘度计14出口固定连接第一导管21，所述第二电磁阀18右端和第二逆流粘度计19出口固定连接第二导管23，所述第一导管21、第二导管23使用三通管连接所述第三导管24，且第三导管24末端连接蠕动泵17，蠕动泵17与废液瓶16尾管连接，作为优选的方案，可在第一导管21、第二导管23与第三导管24之间还安装第四电磁阀22，第四电磁阀22左端固定连接两第一导管21，右端定连接两第二导管23，下端固定连接第三导管24。
29.下面对设备进行具体操作说明：1、依次取约20ml原油样品到1～7号样品瓶3中，将清洗瓶4中加入约500ml汽油，分别将样品瓶3和清洗瓶4放入到自动进样器对应位置上，关好仪器盖。将粘度测试仪水浴缸10加满水。
30.2、将自动进样器管线（软管）出口连接到粘度测试仪中的第三电磁阀20的 a入口，开启仪器电源，在仪器软件中设置1～7号样品名称，选择测试管为2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计，选择样品温度50℃、测试温度50℃，开始测试。
31.3、ptc暖风机5、加热管11开始快速加热，当样品区和水浴缸10温度接近50℃时，分别动态调整加热量，将样品区和水浴缸10恒温在50℃。
32.4、达到设定温度20min后，样品盘2转动到1号样品位，关闭第三电磁阀20的c出口，打开第三电磁阀20的b出口，打开第一电磁阀13的a、b口，关闭第一电磁阀13的c口，取样针8缓慢下降到1号样品瓶中。
33.5、此时蠕动泵26启动，开始缓慢抽取样品。当样品液面到达2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计14 中a标线时，此处电容式液位传感器15将信号反馈至控制器，蠕动泵26停止，取样完成。取样针8上升到顶部。电磁阀13 b出口关闭，c 出口打开，并关闭第四电磁阀22c口，打开第四电磁阀22a、c口，样品盘2转动到清洗瓶4处，取样针8缓慢下降到清洗瓶4中。蠕动泵17运行15 s，缓慢抽取清洗瓶4中的汽油至废液瓶16中，完成对取样针8及自动进样器管路的清洗。蠕动泵17停止后，取样针8上升到顶部悬空，蠕动泵26再次运行15 s，抽干自动进样器管路中的残余液。
34.6、蠕动泵17停止后，电磁阀13 c出口关闭，b 出口打开,样品自2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计14 的a标线处向后端自由流动。液面到达b标线时，电容式液位传感器15将信号反馈至控制器，开始计时。液面到达c 标线时，电容式液位传感器15将信号反馈至控制器，停止计时。控制器利用样品在2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计 b、c标线间流动的时间(单位为s)乘以该粘度计常数自动生成并储存1号样品的运动粘度。
35.7、取样针8缓慢下降到清洗瓶4中。蠕动泵26运行15 s，缓慢抽取清洗瓶4中的汽油至废液瓶16中，完成对取样针8、自动进样器管路、2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计及整个管
路的清洗。蠕动泵17停止后，取样针8上升到顶部悬空，蠕动泵17再次运行15 s，抽干管路中的残余液。
36.8、样品盘2转动到2号样品位，电磁阀13 b出口打开，c出口关闭。取样针8缓慢下降到2号样品瓶中。重复上述5～7步骤，完成样品2～7的测试、计算及仪器管路清洗。
37.9、整批样品测试完成后，挑选出所有运动粘度小于300的样品，重新取样放入自动进样器中。关闭第三电磁阀20b出口，打开c出口，打开电磁阀18a入、b出口，关闭18c出口，在仪器软件中设置1～7号样品名称，选择测试管为1.2mm坎农-芬斯克逆流粘度计，选择样品温度50℃、测试温度50℃，开始测试。
38.10、对照3～8步骤，将关闭第三电磁阀20b出口，将步骤中的电磁阀13换为电磁阀18，将 2.0mm坎农-芬斯克逆流粘度计换为1.2mm坎农-芬斯克逆流粘度计，相应操作即可。
39.11、测试结束后，将控制器转接电脑，选择打印样品运动粘度测试报告，关机即可。
40.12、可用运动黏度标准油按照1～11步骤测试，验证仪器的准确性和重复性由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。