CN103357287A - 用于实验室的可视油水混合搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于实验室的可视油水混合搅拌装置。该装置包括釜体、釜盖、腐蚀试样夹具、三叶搅拌桨、温度转速控制盒；釜体的顶端外部设有卡套，釜盖通过螺栓固定于卡套上，对釜体进行密封；釜盖的中心开有上下的通孔，轴承固定于通孔内，轴承支承转动轴转动；电机通过传送带带动转动轴转动；转动轴的下部设有腐蚀试样夹具和两个三叶搅拌桨，腐蚀试样夹具由两个三叶搅拌桨上下夹持固定在转动轴上，三叶搅拌桨、腐蚀试样夹具随转动轴一起同步转动；釜盖上开有两个孔，孔内分别设有加热电阻丝和热电偶；温度转速控制盒分别通过导线、信号线与电机、加热电阻丝、热电偶相连。本发明可直接观看釜内油水混合状态，可取釜内不同部位液体进一步检测。
Description
技术领域
本发明属于石油实验装置领域，具体地，涉及一种用于实验室的可视油水混合搅拌装置，用于一定转速（流速）和一定温度条件下，可直接观看具有一定含水率的原油和水的混合状态。
背景技术
关于原油特性对CO2腐蚀的影响，国外在上个世纪九十年代已经开始研究，大部分研究结果表明原油具有明显的缓蚀效果，原油存在时，可大大降低CO2或H2S引起的腐蚀。由于原油对CO2腐蚀影响的复杂性，在很多油气田的开采和集输过程中，仅考虑水相条件下各种环境参数如温度、压力等对腐蚀的影响，而常常不考虑原油的影响，导致实验不能反映现场的真实腐蚀情况，产生保守的结果，同时造成投资费用过大。所以，研究原油对CO2腐蚀的影响对于降低油田生产成本和采油系统科学管理具有重要的意义。随着转速（流速）和原油含水率的变化，原油和水的混合状态一般存在以下几种：两相分层、水包油、油包水。当转速（流速）达到一定值后，原油和水是可以互掺的。
目前，研究原油特性对CO2或H2S腐蚀影响实验一般都在高温高压反应釜中进行，由于高温高压条件，反应釜一般都由特殊金属材料制成，密封性好，因此，一旦开始实验，无法看到釜内实验介质的存在状态，实验操作者也只能根据一些经验来判断釜内油水混合状态。根据含水率及转速（流速）的变化，实验介质中的原油和水可能存在分层状态或者混合不均匀状态，另外，加入到釜中的实验介质体积无法很好的控制，每次实验釜内装入介质体积有可能不同，这就可能会导致试样会完全浸在水中或原油中，此外，由于搅拌不均匀，有可能试样所处位置的原油的含水率有可能不是实验初始值，以上这些因素可能最终导致实验数据的失真，可重复操作性差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可视的油水混合搅拌装置；通过一组搅拌桨和试样夹具的配合，使釜内液体呈轴向循环流动，分散性好，混合更加均匀；通过改变转速及温度直观的观看到油包水、水包油及油滴分散等状态，为后续的高温高压反应釜中研究原油对腐蚀影响实验提供一定的理论依据。
为实现上述目的，本发明采用如下方案：
一种用于实验室的可视油水混合搅拌装置，包括釜体、釜盖、转动轴、腐蚀试样夹具、三叶搅拌桨、温度转速控制盒、电机；其特征在于：釜体的顶端外部设有卡套，釜盖通过螺栓固定于卡套上，对釜体进行密封；釜盖的中心沿釜盖轴向开有通孔，轴承固定于通孔内，轴承支承转动轴转动；电机通过传送带带动转动轴转动；转动轴的下部设有腐蚀试样夹具和两个三叶搅拌桨，腐蚀试样夹具由两个三叶搅拌桨上下夹持固定在转动轴上，三叶搅拌桨、腐蚀试样夹具随转动轴一起同步转动；釜盖上开有两个孔，两个孔内分别安装有加热电阻丝和热电偶；温度转速控制盒通过导线与电机相连，温度转速控制盒通过导线与加热电阻丝相连，温度转速控制盒通过信号线与热电偶相连。
进一步地，靠近釜口处的三叶搅拌桨旋转时将液体向下推进，靠近釜底处的三叶搅拌桨旋转时将液体向上推进。
进一步地，釜体的侧面设有上排液阀、中排液阀，釜体的底部设有下排液阀。
进一步地，釜体底部设有支撑架，支撑架支撑实验装置。
进一步地，釜体由透明玻璃制成，可以直接观看釜体内原油和水的混合状态，釜体为底端封闭、上端开口的圆柱壳体。
进一步地，电机设在釜盖上。
进一步地，卡套由金属材料制成，卡套用于固定玻璃釜体。
进一步地，两个三叶搅拌桨通过螺纹固定于转动轴上。
进一步地，腐蚀试样夹具上设有四个通孔，三叶搅拌桨耐蚀性材料制成；腐蚀试样夹具由聚四氟乙烯材料制成。
进一步地，温度转速控制盒根据信号确定加热电阻丝是否继续加热；温度转速控制盒通过内置的变频调速器设定不同的转速，控制电机及转动轴的转动。
相对于现有技术，本发明具有如下优势：
1、可直接观看到釜内油水混合状态：本釜体为玻璃釜体，在进行高温高压腐蚀反应之前，通过改变转速及温度，可以直接观察不同条件下油水混合状态。
2、油水混合效果更好：通过上下两个三叶推进式搅拌桨和试样夹具的配合，搅拌效果更好。
3、可取釜内不同部位液体进一步检测：油水混合均匀后，可通过釜体上、中、下三个取液阀去不同部位的液体，进一步做分析，确定不同部位油水混合液中含水率。
4、优化实验方案：该发明装置简单实用，操作方便，根据实验结果可及时调整后续高温高压腐蚀实验，优化实验设计方案，提高实验效率和准确性，降低实验成本。
附图说明
图1是用于实验室的可视油水混合搅拌装置的结构示意图；
图2是可视油水混合搅拌装置釜盖示意图；
图3三叶推进式搅拌桨示意图；
图4是腐蚀试样夹具的示意图。
具体实施方式
如图1所示，用于实验室的可视油水混合搅拌装置，包括釜体1、釜盖2、转动轴3、腐蚀试样夹具5、三叶搅拌桨8、温度转速控制盒13、电机16。
釜体1为底端封闭、上端开口的圆柱壳体，釜体1装有实验所用的原油和水，釜体1由透明玻璃制成，可以直接观看釜体内原油和水的混合状态；釜体1的侧面设有上排液阀11、中排液阀10，釜体1的底部设有下排液阀6，上排液阀11、中排液阀10、下排液阀6用于取出釜内不同部位的液体，以便进一步测定液体成分。釜体2底部设有支撑架7，支撑架7用于支撑实验装置。釜体1的顶端外部设有卡套12，卡套12由金属材料制成，卡套12用于固定玻璃釜体。
釜盖2通过螺栓20固定于卡套12上，对釜体2进行密封。釜盖2的中心沿釜盖2轴向开有通孔，轴承18固定于通孔内，轴承18支承转动轴3转动。釜盖2上设有电机16，电机16通过传送带17带动转动轴3转动。
转动轴3的下部设有腐蚀试样夹具5和两个三叶搅拌桨8，两个三叶搅拌桨8通过螺纹固定于转动轴3上，腐蚀试样夹具5由两个三叶搅拌桨8上下夹持固定，三叶搅拌桨8、腐蚀试样夹具5随转动轴3一起同步转动。
靠近釜口处的三叶搅拌桨8旋转时将液体向下推进，靠近釜底处的三叶搅拌桨8旋转时将液体向上推进，使液体形成沿轴向循环流动，原油和水能够充分的混合均匀。
腐蚀试样夹具5上设有四个通孔，通孔便于液体循环流动，夹具的转动能够使原油和水绕轴流动，和三叶搅拌桨共同作用，两种流动形式的叠加使原油分散性更好，混合更加均匀，同时也是模拟高温高压反应釜中试样及试样夹具对液体流动的影响。
釜盖2上对称开有两个小孔，分别安装有加热电阻丝9和热电偶4；加热电阻丝9用于对釜内液体加热，热电偶4用于感应釜内液体温度并把温度信号转换成热电动势信号。
温度转速控制盒13通过导线14与电机16相连，温度转速控制盒13通过导线15与加热电阻丝9相连，温度转速控制盒13通过信号线19与热电偶4相连。
温度转速控制盒13可以设定不同的温度，信号线19用于传输热电动势信号给温度转速控制盒13，温度转速控制盒13根据信号确定加热电阻丝9是否继续加热。温度转速控制盒13通过内置的变频调速器设定不同的转速，控制电机16及转动轴3的转动。
三叶搅拌桨8耐蚀性材料制成，如图3所示。腐蚀试样夹具5由聚四氟乙烯材料制成，如图4所示。
本发明装置主要是用于实验室的原油和水的混合搅拌，通过转动轴上上下两个三叶推进式搅拌桨及试样夹具的配合，使油水充分混合均匀。可以通过透明玻璃直接观看到不同含水率的原油中的油水混合状态，也可通过排液阀取样，测定混合后的原油含水率，确定不同混合状态下的温度和转速（流速）参数。这样，能够为后续的高温高压反应釜模拟一定含水率的原油对腐蚀影响规律实验参数的确定提供一定的依据，使后续的高温高压反应釜中模拟一定含水率的原油对腐蚀的影响实验更加准确，可重复性更好。
Claims (10)
1.一种用于实验室的可视油水混合搅拌装置，包括釜体、釜盖、转动轴、腐蚀试样夹具、三叶搅拌桨、温度转速控制盒、电机；其特征在于：釜体的顶端外部设有卡套，釜盖通过螺栓固定于卡套上，对釜体进行密封；釜盖的中心沿釜盖轴向开有通孔，轴承固定于通孔内，轴承支承转动轴转动；电机通过传送带带动转动轴转动；转动轴的下部设有腐蚀试样夹具和两个三叶搅拌桨，腐蚀试样夹具由两个三叶搅拌桨上下夹持固定在转动轴上，三叶搅拌桨、腐蚀试样夹具随转动轴一起同步转动；釜盖上开有两个孔，两个孔内分别安装有加热电阻丝和热电偶；温度转速控制盒通过导线与电机相连，温度转速控制盒通过导线与加热电阻丝相连，温度转速控制盒通过信号线与热电偶相连。
2.根据权利要求1所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：靠近釜口处的三叶搅拌桨旋转时将液体向下推进，靠近釜底处的三叶搅拌桨旋转时将液体向上推进。
3.根据权利要求1-2所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：釜体的侧面设有上排液阀、中排液阀，釜体的底部设有下排液阀。
4.根据权利要求1-3所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：釜体底部设有支撑架，支撑架支撑实验装置。
5.根据权利要求1-4所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：釜体由透明玻璃制成，可以直接观看釜体内原油和水的混合状态，釜体为底端封闭、上端开口的圆柱壳体。
6.根据权利要求1-5所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：电机设在釜盖上。
7.根据权利要求1-6所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：卡套由金属材料制成，卡套用于固定玻璃釜体。
8.根据权利要求1-7所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：两个三叶搅拌桨通过螺纹固定于转动轴上。
9.根据权利要求1-8所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：腐蚀试样夹具上设有四个通孔，三叶搅拌桨耐蚀性材料制成；腐蚀试样夹具由聚四氟乙烯材料制成。
10.根据权利要求1-9所述的用于实验室的可视油水混合搅拌装置，其特征在于：温度转速控制盒根据信号确定加热电阻丝是否继续加热；温度转速控制盒通过内置的变频调速器设定不同的转速，控制电机及转动轴的转动。
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