CN102809562A - 原油乳化稳定性评价仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油乳化稳定性评价仪，其包括：乳液制备装置，其具有乳化腔体，乳化腔体的一端开设有进液口，其另一端开设有出液口，乳化腔体内设有可轴向移动的多孔介质板；乳液静置恒温箱，其具有内层箱体和套设在内层箱体外的外层箱体，内层箱体内放置有试管架，试管架上放置有多个试管，多个试管分别接收来自乳化腔体的出液口制备出的乳化液，在对应设有试管架的内层箱体与外层箱体上设有透明玻璃观察窗；观测装置，其具有摄像机构和与摄像机构相连的行走控制机构，摄像机构与透明玻璃观察窗水平相对。本发明的原油乳化稳定性评价仪，可对乳液制备装置制备出的原油乳状液进行观察和测定脱水率，其测量准确，重复实验误差小，评价效率高。

Description

原油乳化稳定性评价仪

技术领域

本发明有关于一种稳定性评价仪，尤其有关于一种石油开采领域中用于分析测定原油乳化稳定性的原油乳化稳定性评价仪。

背景技术

为了满足世界对石油日益增长的需求，提高石油采收率，人们研究开发了多种采油技术，包括注水驱、蒸汽驱、化学驱等方法，这些方法最终都使原油以乳状液形式被采出；另外，随着原油开采进入中后期，原油中胶质、沥青质含量增加，使得原油乳状液变得更加稳定，加之化学驱的广泛应用，化学驱产出液越来越多，由于化学驱中碱、表面活性剂和聚合物的加热，改变了常规原油采出液的状态，乳化现象加重，使破乳过程变得更加复杂。据统计，世界开采出的原油有近80%以原油乳状液形式存在。油-水乳状液的存在，将增加储运的负担，降低管线的使用寿命，在原油加工过程中易导致催化剂中毒和高温蒸馏设备的严重腐蚀。因此，必须清除这些乳状液，使油水分离。

国内外对原油乳状液的稳定性和破乳的研究已经日渐深入，对原油进行乳化稳定性的评价测定是合理找出使原油乳状液进行破乳的破乳剂的前提。原油乳化稳定性评价实验，主要是通过油水乳化实验装置制备出原油乳状液，之后，将制备出的原油乳状液倒入多个试管中进行静置，待试管中的乳状液沉淀后，通过人眼观察油水分离界面，进而通过计算得出试管中原油的量并计算出脱水率，进而找出适合的破乳剂。

现有技术中，在评价原油乳状液稳定性时，基本上是靠人工的判断来确定，其主观因素非常突出，而且所有操作过程基本是人工手工操作，人为因素影响较大。由于人为因素带来的误差较大，因此，不同的人操作或是相同的人不同批次的实验操作，其实验评测的数据结果都有很大的差别，这就会导致对原油乳状液进行乳化稳定性的实验不准确，而不具有参考性，并且评价过程费时、费力，而且客观性差。

因此，有必要提供一种新型的原油乳化稳定性评价仪，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种原油乳化稳定性评价仪，其可对乳液制备装置制备出的原油乳状液进行观察和测定脱水率，其测量准确，重复实验误差小，评价效率高。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种原油乳化稳定性评价仪，所述原油乳化稳定性评价仪包括：

乳液制备装置，其具有乳化腔体，所述乳化腔体的一端开设有进液口，其另一端开设有出液口，所述乳化腔体内设有可轴向移动的多孔介质板；

乳液静置恒温箱，其具有内层箱体和套设在所述内层箱体外的外层箱体，所述内层箱体内放置有试管架，所述试管架上放置有多个试管，所述多个试管分别接收来自所述乳化腔体的出液口制备出的乳化液，在对应设有所述试管架的所述内层箱体与所述外层箱体上分别设有透明玻璃观察窗；

观测装置，其具有摄像机构和与所述摄像机构相连的行走控制机构，所述摄像机构与所述透明玻璃观察窗水平相对。

在优选的实施方式中，所述乳液制备装置还具有传动机构，所述传动机构与所述多孔介质板相连，所述传动机构连接有驱动电机。

在优选的实施方式中，所述传动机构包括传动丝杠和十字轴，所述传动丝杠与所述十字轴之间连接有传动杆，所述十字轴与所述多孔介质板相连，所述传动丝杠的一端与所述驱动电机相连，其另一端设有光电传感器和计数码盘。

在优选的实施方式中，所述传动机构还包括拉压力传感器，所述拉压力传感器连接在所述十字轴与所述传动杆之间。

在优选的实施方式中，所述乳化腔体包括内层腔体和套设在所述内层腔体外的外层腔体，所述内层腔体与所述外层腔体之间形成有中空腔室，所述中空腔室内灌注有恒温水。

在优选的实施方式中，所述乳液静置恒温箱的内层箱体内设有隔水板，所述内层箱体通过所述隔水板分成试管架容纳槽和水槽，所述试管架容纳槽中放置有所述试管架，所述水槽中灌注有循环水，所述内层箱体与所述外层箱体之间形成有容纳腔，所述容纳腔内设有传输管，所述传输管的一端与所述水槽的底部相连通，其另一端与所述试管架容纳槽的上部相连通并通过软管与所述试管架的底部相连，在所述试管架与所述隔水板之间设有电热棒，所述电热棒的下端与所述试管架的底部相连。

在优选的实施方式中，所述传输管的另一端通过潜水泵与所述试管架的底部相连。

在优选的实施方式中，所述乳液静置恒温箱的内层箱体与外层箱体之间的容纳腔中设有保温棉。

在优选的实施方式中，所述行走控制机构包括水平传动丝杠和可水平移动地设置在所述水平传动丝杠上的水平行走支撑架，所述水平行走支撑架上设有垂直驱动丝杠，所述垂直驱动丝杠上设有可轴向移动的所述摄像机构。

在优选的实施方式中，所述水平传动丝杠连接有水平驱动电机，所述垂直驱动丝杠连接有垂直驱动电机。

本发明的原油乳化稳定性评价仪的特点及优点是：通过观测装置可对乳液制备装置制备出的并被灌注至乳液静置恒温箱内的多个试管中的原油乳状液中的原油和水的分离情况进行实时观察记录，同时，根据观测出的原油和水的分离比例测定出原油脱水率，可通过计算机显示器记录监控结果并进行实时计算和调控。该原油乳化稳定性评价仪观测准确，重复实验误差小，评价效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明的原油乳化稳定性评价仪的结构示意图。

图2为本发明的原油乳化稳定性评价仪的乳液制备装置的结构示意图。

图3为本发明的原油乳化稳定性评价仪的乳液静置恒温箱的结构示意图。

图4为本发明的原油乳化稳定性评价仪的观测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种原油乳化稳定性评价仪，其包括乳液制备装置1、乳液静置恒温箱2和观测装置3。其中：乳液制备装置1具有乳化腔体11，所述乳化腔体11的一端开设有进液口111，其另一端开设有出液口112，所述乳化腔体11内设有可轴向移动的多孔介质板12；乳液静置恒温箱2具有内层箱体21和套设在所述内层箱体21外的外层箱体22，所述内层箱体21内放置有试管架23，所述试管架23上放置有多个试管24，所述多个试管24分别接收来自所述乳化腔体11的出液口112制备出的乳化液，在对应设有所述试管架23的所述内层箱体21与所述外层箱体22上分别设有透明玻璃观察窗25；观测装置3具有摄像机构31和与所述摄像机构31相连的行走控制机构32，所述摄像机构31与所述透明玻璃观察窗25水平相对。

具体是，如图2所示，乳液制备装置1的乳化腔体11包括内层腔体113和套设在所述内层腔体113外的外层腔体114，内层腔体113和外层腔体114均由石英玻璃制成，乳化腔体11形成为双层石英玻璃套管的结构，其中，内层腔体113为乳化腔，外层腔体114与内层腔体113之间形成有中空腔室115，中空腔室115内灌注有恒温水，其用于使内层腔体113内的原油和水的混合液在乳化过程中始终保持恒温状态。外层腔体114的一端开设有恒温水进口1141，其另一端开设有恒温水出口1142，恒温水可自恒温水进口1141流入中空腔室115内，并自恒温水出口1142流出乳化腔体11；

乳化腔体11的进液口111开设在设有恒温水进口1141的乳化腔体11的一端，进液口111与内层腔体113相连通，乳化腔体11的出液口112开设在设有恒温水出口1142的乳化腔体11的一端，出液口112与内层腔体113相连通。在进行原油乳液的制备时，可将原油和水自进液口111注入内层腔体113中，随着多孔介质板12对原油和水的混合液的不断切割，原油和水充分混合而生成原油乳状液，制备完毕的原油乳状液自出液口112排出乳化腔体11；在本发明中，在对应设有出液口112和恒温水出口1142的乳化腔体11的一端设有排气口116，该排气口116与乳化腔体11的内层腔体113相连通，其用于在原油和水进出液时提供平衡空气压力，防止因内层腔体113内的压力过大，而导致多孔介质板12难于切割原油和水的混合液。

多孔介质板12为具有多个通孔的平板，其设置在乳化腔体11的内层腔体113内，其一侧连接有连杆13，该连杆13的一端穿出乳化腔体11，通过连续推动和拉伸该连杆13，可实现多孔介质板12在内层腔体113内的轴向移动，以切割位于内层腔体113内的原油和水的混合液。

如图3所示，乳液静置恒温箱2大体呈长方体状，其用于盛放盛装有原油乳状液的多个试管24，使盛装有原油乳状液的多个试管24在一相对密闭的空间内静置，直至原油和水的分离。在本发明中，多个试管24放置在一试管架23上，并共同位于乳液静置恒温箱2的内层箱体21中。因此，在一个乳液静置恒温箱2内可以进行多组评价原油稳定性的平行实验，有效提高了实验效率；

设置在乳液静置恒温箱2的内层箱体21和外层箱体22上的透明玻璃观察窗25，恰好位于放置在内层箱体21内的试管架23的位置处，从而可方便的从乳液静置恒温箱2的外部观察各试管24内的原油和水的分离状态。

如图4所示，观测装置3放置在乳液静置恒温箱2设有透明玻璃观察窗25的一侧，其摄像机构31正对乳液静置恒温箱2的透明玻璃观察窗25，并记录各个试管24内的原油和水的分离情况，该摄像机构31可在行走控制机构32的带动下水平和竖直运动，以根据实验需要随时观测每一试管24内的原油和水的分离状态。

本发明在进行原油乳化的稳定性评价时，首先，向乳液制备装置1的乳化腔体11内注入需要乳化的原油和水的混合液，该混合液自进液口111注入乳化腔体11的内层腔体113内，此时设定通入内层腔体113和外层腔体114之间的中空腔室115内的恒温水的温度，待温度达到设定值后，自恒温水进口1141注入该恒温水，待恒温水充满整个中空腔室115后，推动并拉伸连杆13以带动多孔介质板12在内层腔体113内做轴向运动，以切割原油和水的混合液，该原油和水的混合液经过反复的切割可形成原油乳状液；之后，将乳液制备装置1制备出的原油乳状液注入乳液静置恒温箱2内的多个试管24中，在本发明中，可通过人工将乳液制备装置1制备出的原油乳状液分别倒入多个试管24中，当然，在其他的实施方式中，也可通过自动灌注设备，例如，通过多个软管连接乳液制备装置1的出液口112，并在各软管上安装控制阀门，通过外部控制设备控制各阀门的开启和/或关闭，实现向多个试管24内灌注原油乳状液的目的；待放置在乳液静置恒温箱2内的多个试管24灌注有原油乳状液后，关闭乳液静置恒温箱2，将观测装置3的摄像机构31对准乳液静置恒温箱2的透明玻璃观察窗25，通过摄像机构31观察并记录各试管24内的原油和水的分离情况。

本发明的原油乳化稳定性评价仪，通过观测装置3可对乳液制备装置1制备出的并被灌注至乳液静置恒温箱2内的多个试管24中的原油乳状液中的原油和水的分离情况进行实时观察记录，同时，根据观测出的原油和水的分离比例测定出原油脱水率，该原油乳化稳定性评价仪观测准确，重复实验误差小，评价效率高。

根据本发明的一个实施方式，所述乳液制备装置1还具有传动机构14，所述传动机构14与所述多孔介质板12相连，所述传动机构14连接有驱动电机15。

进一步的，所述传动机构14包括传动丝杠141和十字轴142，所述传动丝杠141与所述十字轴142之间连接有传动杆143，所述十字轴142与所述多孔介质板12相连，所述传动丝杠141的一端与所述驱动电机15相连，其另一端设有光电传感器16和计数码盘17。

具体是，请再次参见图2，乳液制备装置1固定在一支撑台板19上，驱动电机15、传动丝杠141、光电传感器16和计数码盘17连接于支撑台板19的下方，十字轴142连接在连杆13伸出乳液制备装置1的内层腔体113的一端上。

在该传动机构14向乳液制备装置1传递动力时，首先，通过驱动电机15驱动传动丝杠141旋转，此时连接在传动丝杠141上的传动杆143在传动丝杠141的旋转作用下，沿传动丝杠141轴向移动，连接在传动杆141另一端的十字轴142随转动杆143的位移而沿平行于传动丝杠141的轴线的方向移动，从而十字轴142带动连杆13进而带动多孔介质板12轴向移动。通过改变传动丝杠141的旋转方向，可实现连杆13以及多孔介质板12在乳液制备装置1的内层腔体113内的反复轴向移动。

本发明的传动机构14能够向乳液制备装置1的多孔介质板12提供匀速的推动和拉伸的传动动力，且该传动机构14传递的动力均匀稳定；设置在传动丝杠141另一端的光电传感器16用于记录传动丝杠141传动的起始点，以定位多孔介质板12的起始点；计数码盘17用于记录传动丝杠141自转的转圈圈数，并将该数据传送给计算机，计算机通过计算得出传动杆143在传动丝杠141上运动的距离。

进一步的，所述传动机构14还包括拉压力传感器144，所述拉压力传感器144连接在所述十字轴142与所述传动杆143之间。该拉压力传感器144用于感测多孔介质板12推动原油和水的混合液的推力。

根据本发明的一个实施方式，所述乳液静置恒温箱2的内层箱体21内设有隔水板26，所述内层箱体21通过所述隔水板26分成试管架容纳槽211和水槽212，所述试管架容纳槽211中放置有所述试管架23，所述水槽212中灌注有循环水，所述内层箱体21与所述外层箱体22之间形成有容纳腔221，所述容纳腔221内设有传输管27，所述传输管27的一端与所述水槽212的底部相连通，其另一端与所述试管架容纳槽211的上部相连通并通过软管28与所述试管架23的底部相连，在所述试管架23与所述隔水板26之间设有电热棒29，所述电热棒29的下端与所述试管架23的底部相连。所述传输管27的另一端通过潜水泵271与所述试管架23的底部相连。

具体是，乳液静置恒温箱2的一侧开设有进水口213，其另一侧开设有出水口214，进水口213与内层箱体21的水槽212相连通，出水口214与内层箱体21的试管架容纳槽211相连通，循环水可自进水口213注入内层箱体21的水槽212中，注入水槽212中的循环水以不超过隔水板26的上沿即可。

水槽212中的循环水通过潜水泵271，经传输管27和软管28被泵入放置在试管架容纳槽211中的试管架23的底部，在本发明中，试管架23的底部具有多个通孔，循环水可自该些通孔流入放置在试管架23上的各试管24周围，自试管架23底部另一端流出的循环水经电热棒29加热后流入隔水板26一侧的水槽212中，以备再循环使用，完成对各试管24加温及保温的循环过程。。

进一步的，所述乳液静置恒温箱2的内层箱体21与外层箱体22之间的容纳腔221中设有保温棉。该保温棉用于对乳液静置恒温箱2进行保温。

根据本发明的一个实施方式，如图4所示，所述行走控制机构32包括水平传动丝杠321和可水平移动地设置在所述水平传动丝杠321上的水平行走支撑架322，所述水平行走支撑架322上设有垂直驱动丝杠323，所述垂直驱动丝杠323上设有可轴向移动的所述摄像机构31。

具体是，水平传动丝杠321水平固定在底座33上，在底座33上还固定连接有水平杆331，水平杆331与水平传动丝杠321平行设置；水平行走支撑架322螺纹连接在水平传动丝杠321上，其底部设有滑槽3221，滑槽3221卡设在水平杆331上，水平杆331可提供水平行走支撑架322稳固的水平移动；同理，垂直驱动丝杠323垂直固定在水平行走支撑架322上，其一侧平行设有一固定连接在水平行走支撑架322上的垂直杆332，垂直驱动丝杠323上螺纹连接有与摄像机构31相连的垂直行走支撑架324，垂直行走支撑架324上连接有滑槽325，滑槽325卡设在垂直杆332上，垂直杆332可提供垂直行走支撑架324稳固的垂直移动。

进一步的，所述水平传动丝杠321连接有水平驱动电机326，所述垂直驱动丝杠323连接有垂直驱动电机327。水平驱动电机326通过一皮带3261驱动水平传动丝杠321旋转，垂直驱动电机327驱动垂直驱动丝杠323旋转。

本发明的摄像机构31通过行走控制机构32可实现在水平和竖直位置上随意移动，以方便根据实验要求随时观察乳液静置恒温箱2内的多个试管24内的原油和水的分离状态，并通过摄像机构31将实验图像拍摄下来，方便后续研究。在本发明中，摄像机构31采用了一台130万像素的CMOS感光数字相机，并配套一台6-60MM的数控自动变焦摄像镜头。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型实现功能的自动过程和完美化而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述原油乳化稳定性评价仪包括：

乳液制备装置，其具有乳化腔体，所述乳化腔体的一端开设有进液口，其另一端开设有出液口，所述乳化腔体内设有可轴向移动的多孔介质板；

乳液静置恒温箱，其具有内层箱体和套设在所述内层箱体外的外层箱体，所述内层箱体内放置有试管架，所述试管架上放置有多个试管，所述多个试管分别接收来自所述乳化腔体的出液口制备出的乳化液，在对应设有所述试管架的所述内层箱体与所述外层箱体上分别设有透明玻璃观察窗；

观测装置，其具有摄像机构和与所述摄像机构相连的行走控制机构，所述摄像机构与所述透明玻璃观察窗水平相对。

2.如权利要求1所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述乳液制备装置还具有传动机构，所述传动机构与所述多孔介质板相连，所述传动机构连接有驱动电机。

3.如权利要求2所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述传动机构包括传动丝杠和十字轴，所述传动丝杠与所述十字轴之间连接有传动杆，所述十字轴与所述多孔介质板相连，所述传动丝杠的一端与所述驱动电机相连，其另一端设有光电传感器和计数码盘。

4.如权利要求3所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述传动机构还包括拉压力传感器，所述拉压力传感器连接在所述十字轴与所述传动杆之间。

5.如权利要求1所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述乳化腔体包括内层腔体和套设在所述内层腔体外的外层腔体，所述内层腔体与所述外层腔体之间形成有中空腔室，所述中空腔室内灌注有恒温水。

6.如权利要求1所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述乳液静置恒温箱的内层箱体内设有隔水板，所述内层箱体通过所述隔水板分成试管架容纳槽和水槽，所述试管架容纳槽中放置有所述试管架，所述水槽中灌注有循环水，所述内层箱体与所述外层箱体之间形成有容纳腔，所述容纳腔内设有传输管，所述传输管的一端与所述水槽的底部相连通，其另一端与所述试管架容纳槽的上部相连通并通过软管与所述试管架的底部相连，在所述试管架与所述隔水板之间设有电热棒，所述电热棒的下端与所述试管架的底部相连。

7.如权利要求6所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述传输管的另一端通过潜水泵与所述试管架的底部相连。

8.如权利要求1所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述乳液静置恒温箱的内层箱体与外层箱体之间的容纳腔中设有保温棉。

9.如权利要求1所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述行走控制机构包括水平传动丝杠和可水平移动地设置在所述水平传动丝杠上的水平行走支撑架，所述水平行走支撑架上设有垂直驱动丝杠，所述垂直驱动丝杠上设有可轴向移动的所述摄像机构。

10.如权利要求9所述的原油乳化稳定性评价仪，其特征在于，所述水平传动丝杠连接有水平驱动电机，所述垂直驱动丝杠连接有垂直驱动电机。

Images