專利名稱：用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置一、 技術(shù)領(lǐng)域:本實(shí)用新型涉及的是用于原油低溫集輸?shù)难b置，具體涉及的是用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置。二、背景技術(shù):作為油田高耗能的地面油氣集輸環(huán)節(jié)，其集油部分能耗約占集輸系統(tǒng)總能耗的60 80%，而其中熱能消耗就占90%以上，特別當(dāng)油井開(kāi)采不斷轉(zhuǎn)入高含水期后，絕大部分熱能將被耗于加熱混輸摻水上，導(dǎo)致中轉(zhuǎn)站加熱爐耗氣量呈急劇上升趨勢(shì)，原油生產(chǎn)成本相應(yīng)提高，因此，對(duì)于集油工藝運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化及開(kāi)展常、低溫集輸技術(shù)研究一直是油田地面工程領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前普遍采用的研究方法大致包括:一是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論建立數(shù)學(xué)模型，編制優(yōu)化計(jì)算軟件，該方法理論性雖強(qiáng)，但在計(jì)算時(shí)很難將實(shí)際流動(dòng)過(guò)程中含水原油相關(guān)物性參數(shù)的變化充分考慮，只能通過(guò)采取擬合的手段確定參數(shù)取值，同時(shí)，也對(duì)許多問(wèn)題進(jìn)行了理想化處理；二是直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)摸索確定，該方法比較具有指導(dǎo)意義，但所需試驗(yàn)周期長(zhǎng)，且為避免造成生產(chǎn)事故，實(shí)際操作中對(duì)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整范圍局限性很大；三是借助于室內(nèi)模擬試驗(yàn)的研究手段，其可操作性強(qiáng)，適用范圍廣，可為工程實(shí)際提供各種有益依據(jù)和參考，但技術(shù)資料調(diào)研表明，目前尚無(wú)應(yīng)用于研究原油低溫集輸技術(shù)的成型試驗(yàn)儀器或裝置，或是只適用于流型研究的多相流試驗(yàn)裝置，或是簡(jiǎn)易的環(huán)道模擬試驗(yàn)裝置，對(duì)集油管規(guī)格、土壤環(huán)境溫度、摻水量、摻水溫度及介質(zhì)流速等工況條件的改變沒(méi)有結(jié)合起來(lái)加以考慮，研究成果對(duì)實(shí)際集輸技術(shù)界限的確定和工藝運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化缺乏有力指導(dǎo)價(jià)值。三、發(fā)明內(nèi)容:本實(shí)用新型的目的是提供用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，這種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置用于解決目前缺少用于研究原油低溫集輸技術(shù)的成型試驗(yàn)儀器或裝置的問(wèn) 題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:這種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置包括原油罐、摻水罐、測(cè)試管路、溫控浴槽、壓力變送器、溫度變送器、乳化罐、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，測(cè)試管路由兩根測(cè)試管并聯(lián)構(gòu)成，測(cè)試管由等徑不銹鋼管和承壓玻璃管螺紋連接而成，其中不銹鋼管外纏繞保溫帶，測(cè)試管路設(shè)置在溫控浴槽內(nèi)，測(cè)試管路的前后均安裝有壓力變送器和溫度變送器；原油罐與摻水罐并聯(lián)后再與測(cè)試管路入口連接，原油罐出口安裝有輸油泵，摻水罐出口安裝有摻水泵；測(cè)試管路出口通過(guò)管線與乳化罐連接，乳化罐出口通過(guò)管線連接至測(cè)試管路入口，乳化罐與測(cè)試管路之間的管線上設(shè)置有內(nèi)循環(huán)齒輪泵、蝸輪液體流量計(jì)；蝸輪液體流量計(jì)、所述的各個(gè)壓力變送器、各個(gè)溫度變送器均與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接；原油罐、摻水罐、乳化罐均座在相對(duì)應(yīng)的計(jì)量電子稱上。上述方案中原油罐、摻水罐、乳化罐中均安裝有磁力攪拌裝置，各個(gè)磁力攪拌裝置分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接，輸油泵、摻水泵、內(nèi)循環(huán)齒輪泵均與調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器連接，各個(gè)調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接；溫控浴槽帶有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)由冷機(jī)組和溫控器構(gòu)成，溫控器設(shè)置在位于溫控浴槽內(nèi)的承壓玻璃管處，冷機(jī)組和溫控器分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接。上述方案中兩個(gè)測(cè)試管中，其中之一由DN65不銹鋼管和DN65承壓玻璃管螺紋連接而成，另一根由DN50不銹鋼管和DN50承壓玻璃管螺紋連接而成。上述方案中原油罐、摻水罐及乳化罐均自帶有加熱保溫系統(tǒng)。有益效果:1、本實(shí)用新型的流程設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)均與工程實(shí)際相似，對(duì)原油物性及工況條件的適用范圍廣，能可靠模擬原油低溫及降粘集輸運(yùn)行方案，自動(dòng)化程度高，便于維護(hù)。2、本實(shí)用新型可確定不同工況條件下集輸技術(shù)界限，為集油工藝運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化提供可靠依據(jù)。

:圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。1.原油罐，2.摻水罐，3.不銹鋼管，4.承壓玻璃管，5.輸油泵，6.摻水泵，
7.乳化罐，8.磁力攪拌裝置，9.冷機(jī)組，10.溫控浴槽，11.溫控器，12.壓力變送器，13.溫度變送器，14.內(nèi)循環(huán)齒輪泵，15.蝸輪液體流量計(jì)，16.數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，17.電接點(diǎn)壓力表，18.計(jì)重電子稱。五具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明:如圖1所示，這·種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置包括原油罐1、摻水罐2、測(cè)試管路、溫控浴槽10、壓力變送器12、溫度變送器13、乳化罐7、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16，測(cè)試管路由兩根總長(zhǎng)度均為Ilm左右的測(cè)試管并聯(lián)構(gòu)成，測(cè)試管由等徑不銹鋼管3和承壓玻璃管4螺紋連接而成，其中一根測(cè)試管由DN65不銹鋼管3和DN65承壓玻璃管4螺紋連接而成，另一根由DN50不銹鋼管3和DN50承壓玻璃管4螺紋連接而成，采用螺紋密封連接方式，拆卸方便，能實(shí)現(xiàn)不同方案模擬試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)管內(nèi)沉積物的刮取，每根測(cè)試管的不銹鋼管4外纏繞保溫帶，測(cè)試管中3m長(zhǎng)的玻璃管區(qū)作為試驗(yàn)主要測(cè)試、觀察區(qū)，并主要是將其置于溫控浴槽10中。測(cè)試管路的前后均安裝有低壓壓力變送器12和高精度溫度變送器13，測(cè)試管路前還安裝有電接點(diǎn)壓力表17，電接點(diǎn)壓力表17安裝在壓力變送器12和溫度變送器13的前面。測(cè)試管路也可以整體都在溫控浴槽10內(nèi)，溫控浴槽10帶有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)由冷機(jī)組9和溫控器11構(gòu)成，溫控器11設(shè)置在位于溫控浴槽10內(nèi)的承壓玻璃管4處，冷機(jī)組9和溫控器11分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16連接。由溫控器11和冷機(jī)組9調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，模擬實(shí)際埋地管道周圍土壤環(huán)境溫度的季節(jié)性變化。原油罐I與摻水罐2并聯(lián)后再與測(cè)試管路入口連接，原油罐I出口安裝有輸油泵5，摻水罐2出口安裝有摻水泵6 ;測(cè)試管路出口通過(guò)管線與乳化罐7連接，乳化罐7出口通過(guò)管線連接至測(cè)試管路入口，乳化罐7與測(cè)試管路之間的管線上設(shè)置有內(nèi)循環(huán)齒輪泵14、蝸輪液體流量計(jì)15 ;原油罐1、摻水罐2、乳化罐7均座在計(jì)量電子稱18上，原油罐1、摻水iiS 2及乳化iip 7均自帶有加熱保溫系統(tǒng)，原油iip I和慘水iip 2的各積均為30L，iig內(nèi)溫度在室溫 100°C連續(xù)可調(diào)，摻水量及輸送原油含水率參數(shù)均由電子稱計(jì)量18調(diào)節(jié)；乳化罐7的容積為50L。所述的蝸輪液體流量計(jì)15、所述的各個(gè)壓力變送器12、各個(gè)溫度變送器13均與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16連接；原油罐1、摻水罐2、乳化罐7中均安裝有磁力攪拌裝置8，各個(gè)磁力攪拌裝置8分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16連接，輸油泵5、摻水泵6、內(nèi)循環(huán)齒輪泵14均與調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器連接，各個(gè)調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16連接；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16可對(duì)試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)分類別實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)存儲(chǔ)，最后根據(jù)分析需要進(jìn)行自動(dòng)處理。本實(shí)用新型的閥組以符合工藝流程切換、盡量減少局部摩阻損失、滿足系統(tǒng)工作壓力及保證運(yùn)行安全為原則而設(shè)置，并結(jié)合試驗(yàn)需要在相關(guān)模塊上設(shè)有加樣口、取樣口、清洗排污口等。本實(shí)用新型進(jìn)行模擬試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)加樣口分別向原油罐1、摻水罐2中加入已知含水率的原油和采出污水，利用計(jì)重電子稱18計(jì)量加入量，打開(kāi)其磁力攪拌裝置，并啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16，根據(jù)試驗(yàn)方案具體要求，設(shè)置相應(yīng)的溫度、泵速等工況參數(shù)，若方案需要溫控浴槽10內(nèi)的環(huán)境溫度低于室溫，則同時(shí)運(yùn)行冷機(jī)組9，然后手動(dòng)調(diào)節(jié)DN65不銹鋼管或DN50不銹鋼管沿程的閥門開(kāi)度，檢查工藝流程。待溫度達(dá)到設(shè)定值后，啟動(dòng)輸油泵5和摻水泵6，并根據(jù)計(jì)重電子稱18的示值調(diào)節(jié)、控制系統(tǒng)摻水量，此時(shí)，打開(kāi)并調(diào)節(jié)油水乳化罐7內(nèi)的磁力攪拌裝置8，使流動(dòng)介質(zhì)在罐內(nèi)產(chǎn)生乳化。當(dāng)承壓玻璃管入口端壓力上升到
0.5MPa左右，且系統(tǒng)摻水量達(dá)到方案要求時(shí)，按照設(shè)置參數(shù)啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)齒輪泵14，關(guān)閉輸油泵5和摻水6泵，打開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)16，開(kāi)始摻水集輸模擬試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中溫度、壓力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，反映相應(yīng)摻水集輸方案下的溫降、壓降變化規(guī)律，通過(guò)對(duì)承壓玻璃管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的觀察，描述相應(yīng)摻水集輸方案時(shí)的油水流型，結(jié)合試驗(yàn)不同階段的取樣及最終管壁沉積狀況分析，可確定該方案時(shí)的集輸技術(shù)界限。參照以上方式，可以通過(guò)切換工藝流程、改變工況條件來(lái)模擬各種不同方案，從而對(duì)比分析摻水集輸效果，確定回油溫度界限，指導(dǎo)集油工藝運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化。同時(shí)，在試驗(yàn)進(jìn)行中，可間斷性啟動(dòng)輸油泵，模擬井口低溫采出液摻 入后對(duì)集輸系統(tǒng)壓力、溫度場(chǎng)的影響。
權(quán)利要求1.一種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，其特征在于:這種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置包括原油罐(I)、摻水罐(2)、測(cè)試管路、溫控浴槽(10)、壓力變送器(12)、溫度變送器(13)、乳化罐(7)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(16)，測(cè)試管路由兩根測(cè)試管并聯(lián)構(gòu)成，測(cè)試管由等徑不銹鋼管(3)和承壓玻璃管(4)螺紋連接而成，其中不銹鋼管(3)外纏繞保溫帶，測(cè)試管路設(shè)置在溫控浴槽(10)內(nèi)，測(cè)試管路的前后均安裝有壓力變送器(12)和溫度變送器(13);原油罐(I)與摻水罐(2)并聯(lián)后再與測(cè)試管路入口連接，原油罐(I)出口安裝有輸油泵(5 )，摻水罐(2 )出口安裝有摻水泵(6 );測(cè)試管路出口通過(guò)管線與乳化罐(7)連接，乳化罐(7)出口通過(guò)管線連接至測(cè)試管路入口，乳化罐(7)與測(cè)試管路之間的管線上設(shè)置有內(nèi)循環(huán)齒輪泵(14)、蝸輪液體流量計(jì)(15);蝸輪液體流量計(jì)(15)、所述的各個(gè)壓力變送器(12)、各個(gè)溫度變送器(13)均與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(16)連接；原油罐(I)、摻水罐(2)、乳化罐(7)均座在相對(duì)應(yīng)的計(jì)量電子稱(18)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的原油罐(I)、摻水罐(2)、乳化罐(7)中均安裝有磁力攪拌裝置(8)，各個(gè)磁力攪拌裝置(8)分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接(16)，輸油泵(5)、摻水泵(6)、內(nèi)循環(huán)齒輪泵(14)均與調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器連接，各個(gè)調(diào)速驅(qū)動(dòng)變頻器分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(16)連接；溫控浴槽(10)帶有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)由冷機(jī)組(9)和溫控器(11)構(gòu)成，溫控器(11)設(shè)置在位于溫控浴槽(10)內(nèi)的承壓玻璃管(4)處，冷機(jī)組(9)和溫控器(11)分別與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(16)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的兩個(gè)測(cè)試管中，其中之一由DN65不銹鋼管(3)和DN65承壓玻璃管(4)螺紋連接而成，另一根測(cè)試管由DN50不銹鋼管(3)和DN50承壓玻璃管(4)螺紋連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的原油罐(I)、摻水罐(2)及乳化罐(7)均自帶有加熱保溫系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置，這種用于原油低溫集輸技術(shù)界限優(yōu)化的試驗(yàn)裝置的測(cè)試管路由兩根測(cè)試管并聯(lián)構(gòu)成，測(cè)試管由等徑不銹鋼管和承壓玻璃管螺紋連接而成，測(cè)試管路設(shè)置在溫控浴槽內(nèi)，測(cè)試管路的前后均安裝有壓力變送器和溫度變送器；原油罐與摻水罐并聯(lián)后再與測(cè)試管路入口連接；測(cè)試管路出口通過(guò)管線與乳化罐連接，乳化罐出口通過(guò)管線連接至測(cè)試管路入口，乳化罐與測(cè)試管路之間的管線上設(shè)置有蝸輪液體流量計(jì)；蝸輪液體流量計(jì)、所述的各個(gè)壓力變送器、各個(gè)溫度變送器均與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接；原油罐、摻水罐、乳化罐均座在相對(duì)應(yīng)的計(jì)量電子稱上。本實(shí)用新型能可靠模擬原油低溫及降粘集輸運(yùn)行方案。
文檔編號(hào)G01M99/00GK203101083SQ20132013482
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月23日
發(fā)明者王志華, 樂(lè)昕朋, 蘇留帥 申請(qǐng)人:東北石油大學(xué)