CN103868923B - 一种原油沥青质结构图像采集装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油沥青质结构图像采集装置，包括图像采集光路、图像采集端、高压容器、与所述高压容器相连通原油罐，所述的原油罐还通过平流泵与所述蒸馏水罐相连；本发明通过旋转杆驱动观察盘实现将不同方位的原油移至所述光纤的出射端，通过光线的辅助，实现玻璃片上方的图像采集端对原油沥青质图像进行精准采集。通过旋转杆的旋转，可以观察不同位置原油析出的沥青质图像，从而减小实验的随机性，反应整体的沥青质析出特点。本发明的优点在于：本发明提供了一种原油沥青质结构图像采集装置及方法，本发明可以观测不同操作条件下沥青质析出压力，以及不同温度和压力下沥青质的结构图像。为研究原油沥青质的析出条件提供宝贵精确的数据及图像。

Description

一种原油沥青质结构图像采集装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种原油沥青质结构图像采集装置及其工作方法，属于测量原油装置的技术领域。

背景技术

沥青质是不溶于低级正构烷烃而溶于苯、甲苯等溶剂的一类物质，是原油中分子量最大、极性最强的一个组分。石油中沥青质-胶质-石油烃是一个连续性的动态稳定体系，类似于胶体体系，其中石油烃为溶剂，沥青质为胶束，胶质是稳定化剂。当原油中温度、压力或组成等因素发生改变时，沥青质动态稳定体系受到干扰甚至破坏，沥青质发生聚集、沉淀现象。目前应用于沥青质研究的一些技术包括质谱法、电子显微镜、核磁共振、小角度中子和X射线散射、超声波光谱学、动态光散射、荧光相关谱、荧光去极化、蒸汽压渗透法和凝胶渗透色谱法等，但是这些方法主要侧重于常温常压下沥青质结构的分析，而在油藏条件下，原油处于高温高压状态，这些方法并不适用。另外在油藏条件下，沥青质的析出量较多，大量的沥青质沉淀后会发生堆积，从而影响观测效果，并且观测局部位置的沥青质沉淀不能反映油藏条件下沥青质的析出。因此必须设计一种油藏条件下沥青质图像采集装置及其工作方法。发明内容

针对以上的技术不足，本发明提供一种原油沥青质结构图像采集装置。

本发明还提供一种利用上述装置采集沥青质图像的方法。

术语解释：

沥青质：一般将原油中不溶于非极性小分子正构烷烃而溶于苯的物质称为沥青质，它是原油中相对分子质量最大，极性最强的非烃组分。

沥青质析出压力：沥青质开始大量从原油中析出的压力，与原油成分、温度等条件有关。

本发明的技术方案如下：

一种原油沥青质结构图像采集装置，包括图像采集光路、图像采集端、高压容器、与所述高压容器相连通原油罐，所述的原油罐还通过平流泵与所述蒸馏水罐相连；所述平流泵通过抽吸蒸馏水罐内蒸馏水，将原油罐内的原油注入高压容器内，从而起到增大高压容器内压力的作用；

所述的高压容器内部轴向设置有由电机驱动的旋转杆和搅拌器，在所述旋转杆上设置有观察盘，在所述观察盘上均匀设置有窥视孔，在所述窥视孔中装有玻璃片，所述所有窥视孔与旋转杆之间的水平距离相同；所述观察盘在旋转杆的驱动下旋转，并带动所述玻璃片旋转，多方位设置的玻璃片采集图像的作用是采集高压容器内不同位置处的沥青质图像，从而减小实验的随机性；搅拌器的作用是通过搅拌原油，使沥青质在原油中分散较为均匀，防止沥青质大量沉降在玻璃片上，影响观察效果；

所述图像采集光路包括在高压容器外部设置的光源、贯通设置在高压容器底部的光纤，所述光纤的入射端与所述光源连接，所述光纤的出射端延伸至所述玻璃片的下方，所述光纤出射端的位置为原油沥青质图像的观察区；

所述图像采集端包括图像采集通道、显微镜和CCD摄像机，所述图像采集通道贯通设置在所述高压容器顶部，所述图像采集通道与所述原油沥青质图像的观察区纵向对齐，所述显微镜和CCD摄像机设置在所述高压容器的外部，所述显微镜通过图像采集通道对高压容器内原油沥青质的图像进行采集，被所述图像被CCD摄像机采集，所述的CCD摄像机通过数据线与外部计算机相连。本发明通过旋转杆驱动观察盘实现将不同方位的原油移至所述光纤的出射端，通过光线的辅助，实现玻璃片上方的图像采集端对原油沥青质图像进行精准采集。通过旋转杆的旋转，可以观察不同位置原油析出的沥青质图像，从而减小实验的随机性，反应整体的沥青质析出特点。

根据本发明优选的，所述玻璃片的直径为4-6mm，厚度为1-3mm；所述玻璃片下方的光线强度为45-60Lux。

根据本发明优选的，所述玻璃片与所述光纤出射端之间的距离≤1cm。距离太长会影响观测效果。

根据本发明优选的，所述观察盘为圆形。

根据本发明优选的，所述旋转杆与所述高压容器的顶部相连，所述搅拌器与所述高压容器的底部相连。

根据本发明优选的，所述的搅拌器为磁力搅拌器。

根据本发明优选的，在所述高压容器的外部设置有加热套。此处设计的优点在于，有利于改变温度这一试验参数，实现通过改变温度对沥青质图像变化的实验。

一种上述原油沥青质结构图像采集装置的方工作法，包括步骤如下：

(1)将测试油样注入原油罐和高压容器内，开启搅拌器搅拌高压容器内的原油；

(2)根据实验温度，利用加热套加热高压容器内的原油；

(3)根据实验压力，利用平流泵将原油罐内的原油注入高压容器6内以调整所述高压容器内的压力；

(4)利用显微镜及CCD摄像机观察并采集玻璃片上的原油沥青质图像：

当高压容器内实验压力较低时，没有沥青质析出；

随着高压容器内实验压力的增大，通过显微镜观察到原油沥青质从原油中析出，此时，高压容器内的压力和温度即为原油沥青质析出压力和温度；

(5)通过转动旋转杆，观测不同窥视孔上的原油沥青质图像；

(6)继续向高压容器内注入原油，高压容器内的压力会继续增大，继续观察采集到不同压力下的原油沥青质图像；

(7)通过加热套改变高压容器内的温度，进而观察采集不同温度下的原油沥青质图像。

本发明的优点在于：

本发明提供了一种原油沥青质结构图像采集装置及方法，本发明可以观测不同操作条件下沥青质析出压力，以及不同温度和压力下沥青质的结构图像。为研究原油沥青质的析出条件提供宝贵精确的数据及图像。

本发明通过旋转杆驱动观察盘实现将不同方位的原油移至所述光纤的出射端，通过光线的辅助，实现玻璃片上方的图像采集端对原油沥青质图像进行精准采集。通过旋转杆的旋转，可以观察不同位置原油析出的沥青质图像，从而减小实验的随机性，反应整体的沥青质析出特点。

附图说明

图1为原油沥青质结构图像采集装置示意图；

在图1中，

1、蒸馏水罐；2、平流泵；3、针阀；4、原油罐；5、压力表；6、高压容器；7、光源；8、光纤；9、搅拌器；10、观察盘；11、玻璃片；12、旋转杆；13、显微镜；14、CCD摄像头；15、计算机；16、图像采集通道；17、加热套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细的说明，但不限于此。

如图1所示。

实施例1、

一种原油沥青质结构图像采集装置，包括图像采集光路、图像采集端、高压容器6、与所述高压容器6相连通原油罐4，所述的原油罐4还通过平流泵2与所述蒸馏水罐1相连；

所述的高压容器6内部轴向设置有由电机驱动的旋转杆12和搅拌器9，在所述旋转杆12上设置有观察盘10，在所述观察盘10上均匀设置有窥视孔，在所述窥视孔中装有玻璃片11，所述所有窥视孔与旋转杆12之间的水平距离相同；

所述图像采集光路包括在高压容器6外部设置的光源7、贯通设置在高压容器底部的光纤8，所述光纤的入射端与所述光源7连接，所述光纤8的出射端延伸至所述玻璃片11的下方，所述光纤8出射端的位置为原油沥青质图像的观察区；

所述图像采集端包括图像采集通道16、显微镜13和CCD摄像机14，所述图像采集通道16贯通设置在所述高压容器6顶部，所述图像采集通道16与所述原油沥青质图像的观察区纵向对齐，所述显微镜13和CCD摄像机14设置在所述高压容器6的外部，所述显微镜13通过图像采集通道16对高压容器6内原油沥青质的图像进行采集，被所述图像被CCD摄像机14采集，所述的CCD摄像机14通过数据线与外部计算机15相连。

所述玻璃片11的直径为5mm，厚度为2mm；所述玻璃片11下方的光线强度为50Lux。

所述玻璃片11与所述光纤8出射端之间的距离0.5cm。

在所述高压容器6的外部设置有加热套17。

实施例2、

如实施例1所述的原油沥青质结构图像采集装置，其区别在于，所述玻璃片的直径为4mm，厚度为1mm；所述玻璃片下方的光线强度为45Lux。所述旋转杆12与所述高压容器6的顶部相连，所述搅拌器9与所述高压容器6的底部相连。

所述玻璃片与所述光纤出射端之间的距离0.4cm。

所述的搅拌器为磁力搅拌器。

实施例3、

如实施例1所述的原油沥青质结构图像采集装置，其区别在于，所述玻璃片的直径为6mm，厚度为3mm；所述玻璃片下方的光线强度为60Lux。

所述玻璃片与所述光纤出射端之间的距离1cm。

实施例4、

一种实施例1-3所述原油沥青质结构图像采集装置的方工作法，包括步骤如下：

(1)将测试油样注入原油罐和高压容器内，开启搅拌器搅拌高压容器内的原油；

(2)根据实验温度，利用加热套加热高压容器内的原油；

(3)根据实验压力，利用平流泵将原油罐内的原油注入高压容器6内以调整所述高压容器内的压力；

(4)利用显微镜及CCD摄像机观察并采集玻璃片上的原油沥青质图像：

当高压容器内实验压力较低时，没有沥青质析出；

随着高压容器内实验压力的增大，通过显微镜观察到原油沥青质从原油中析出，此时，高压容器内的压力和温度即为原油沥青质析出压力和温度；

(5)通过转动旋转杆，观测不同窥视孔上的原油沥青质图像；

(6)继续向高压容器内注入原油，高压容器内的压力会继续增大，继续观察采集到不同压力下的原油沥青质图像；

(7)通过加热套改变高压容器内的温度，进而观察采集不同温度下的原油沥青质图像。

Claims (8)

1.一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，该采集装置包括图像采集光路、图像采集端、高压容器、与所述高压容器相连通原油罐，所述的原油罐还通过平流泵与蒸馏水罐相连；

所述的高压容器内部轴向设置有由电机驱动的旋转杆和搅拌器，在所述旋转杆上设置有观察盘，在所述观察盘上均匀设置有窥视孔，在所述窥视孔中装有玻璃片，所述所有窥视孔与旋转杆之间的水平距离相同；

所述图像采集光路包括在高压容器外部设置的光源、贯通设置在高压容器底部的光纤，所述光纤的入射端与所述光源连接，所述光纤的出射端延伸至所述玻璃片的下方，所述光纤出射端的位置为原油沥青质图像的观察区；

所述图像采集端包括图像采集通道、显微镜和CCD摄像机，所述图像采集通道贯通设置在所述高压容器顶部，所述图像采集通道与所述原油沥青质图像的观察区纵向对齐，所述显微镜和CCD摄像机设置在所述高压容器的外部，所述显微镜通过图像采集通道对高压容器内原油沥青质的图像进行采集，所述图像被CCD摄像机采集，所述的CCD摄像机通过数据线与外部计算机相连。

2.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，所述玻璃片的直径为4-6mm，厚度为1-3mm；所述玻璃片下方的光线强度为45-60Lux。

3.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，所述玻璃片与所述光纤出射端之间的距离≤1cm。

4.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，所述观察盘为圆形。

5.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，所述旋转杆与所述高压容器的顶部相连，所述搅拌器与所述高压容器的底部相连。

6.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，所述的搅拌器为磁力搅拌器。

7.根据权利要求1所述的一种原油沥青质结构图像采集装置，其特征在于，在所述高压容器的外部设置有加热套。

8.一种如权利要求1-7任一权利要求所述原油沥青质结构图像采集装置的工作方法，包括步骤如下：

(1)将测试油样注入原油罐和高压容器内，开启搅拌器搅拌高压容器内的原油；

(2)根据实验温度，利用加热套加热高压容器内的原油；

(3)根据实验压力，利用平流泵将原油罐内的原油注入高压容器内以调整所述高压容器内的压力；

(4)利用显微镜及CCD摄像机观察并采集玻璃片上的原油沥青质图像：

当高压容器内实验压力较低时，没有沥青质析出；

随着高压容器内实验压力的增大，通过显微镜观察到原油沥青质从原油中析出，此时，高压容器内的压力和温度即为原油沥青质析出压力和温度；

(5)通过转动旋转杆，观测不同窥视孔上的原油沥青质图像；

(6)继续向高压容器内注入原油，高压容器内的压力会继续增大，继续观察采集到不同压力下的原油沥青质图像；

(7)通过加热套改变高压容器内的温度，进而观察采集不同温度下的原油沥青质图像。