CN105136841B - 一种新型原油凝点测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种新型原油凝点测量装置及其测量方法，其中的新型原油凝点测量装置包括X光射线发射装置、实时图像接收处理装置、箱体、液箱、凝点试管、旋转驱动装置、计算机终端控制平台，液箱位于X光射线发射装置和实时图像接收处理装置之间，实时图像接收处理装置连接计算机终端控制平台；凝点试管中固定温度传感器，液箱内也固定安装有温度传感器；上述两个温度传感器均连接相应的信号转换与处理装置，信号转换与处理装置分别连接相应的数据采集卡，两个数据采集卡均连接至计算机终端控制平台；X光射线发射装置、旋转驱动装置、加热‑制冷液体循环器均连接计算机终端控制平台。本发明提高了凝点测量的准确度。

Description

一种新型原油凝点测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及石油产品的凝点测量装置，具体涉及原油、加剂改性原油和原油乳状液凝点测量装置及其测量方法。

背景技术

凝点是石油产品的一项重要指标，凝点的测量对石油产品的使用、储存和运输都具有重要意义。凝点是原油管道输送设计计算的主要基础物性参数之一，其测量的准确性不仅关系到石油产品储存、运输的节能降耗问题，还是其流动安全保障的重要依据参数。

应用现有的石油凝点测定仪进行加剂改性原油的凝点测定时，发现加剂改性原油久置后会出现分层现象。轻烃组分在上层，重烃组分在下层，导致出现重烃先凝而轻烃后凝的情况，致使其凝点测定不够准确。研究者此前改用了如下方法测量：测量过程中的实验样品在凝点试管中静冷一段时间后，将上层轻烃组分倒出，然后按着石油行业凝点测试标准进行接续实验。该方法的缺点为：轻烃的倒出量无法准确掌握；倒出的时间点不好把握，其过早将导致下层重烃组分发生变化，过晚将导致下层已经凝结。额外增加了其剪切历史；这些因素都可导致测量结果误差增大。现有凝点仪的测量方法如下：将装有实验样品的凝点试管放在冷却槽凝点套管中，安装好温度计后，根据石油行业凝点测试标准，待实验样品温度降至估计凝点8℃后，需要每2℃观察一次。观察方法是取出试管倾斜，判断实验样品是否流动。当凝点试管倾斜90°，样品5s不流动时的最高温度视为凝点温度。现有的凝点仪的操作过程中，需要把实验样品拿出到环境温度进行测量，增加了原油的热历史，使测量结果误差增大。而且所有过程都是人工操作，无法控制每次实验操作的重复性。

另有，应用现有的石油凝点测定仪进行原油乳状液凝点测定时，由于乳状液体系存在破乳的可能性，现有的凝点仪无法准确获知破乳时机，导致测量结果不真实性的存在。

发明内容

本发明目的是提供一种新型原油凝点测量装置，它用于解决现有技术中测定加剂改性原油和原油乳状液时，测量结果误差偏大的问题，本发明的另一个目的是提供这种新型原油凝点测量装置的使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种新型原油凝点测量装置包括X光射线发射装置、实时图像接收处理装置、箱体、液箱、凝点试管、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器、计算机终端控制平台，其中液箱、X光射线发射装置、实时图像接收处理装置置于箱体内，液箱位于X光射线发射装置和实时图像接收处理装置之间，实时图像接收处理装置连接计算机终端控制平台；凝点试管固定在凝点试管槽中，凝点试管中固定温度传感器，液箱内也固定安装有温度传感器；凝点试管槽连接旋转驱动装置；加热-制冷液体循环器连接液箱与液箱构成循环回路；上述两个温度传感器均连接相应的信号转换与处理装置，信号转换与处理装置分别连接相应的数据采集卡，两个数据采集卡均连接至计算机终端控制平台；X光射线发射装置、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器均连接计算机终端控制平台；液箱、凝点试管、凝点试管槽均为透明的。

上述方案中液箱设置有减震挡板，凝点试管槽旋转90°后或从任意角转回到0°（即竖直位置）时，恰好位于减震挡板上，防止产生震动。

上述方案中凝点试管中的温度传感器通过锥形加固盖固定在凝点试管中，试管塞塞在凝点试管口处，锥形加固盖扣在试管塞外，固定杆穿过锥形加固盖的锥尖及试管塞的中心，伸入到凝点试管内，固定杆的下端固定温度传感器，锥形加固盖及试管塞共同作用，使温度传感器位于凝点试管的中心线上，防止其偏离中心线位置。

上述方案中液箱的侧壁设置有安全刻度线，往液箱中注液时，该安全刻度线具有提示作用，防止液体注入过多。

上述方案中液箱的上端口与箱体的上端口位于同一水平面上，箱体盖盖在箱体上时，同时将液箱封盖住，箱盖体上设置有把手，可方便将箱体盖打开。

上述方案中旋转驱动装置包括电机、减速机、传动轴、旋转臂、底座，电机连接减速机，减速机连接传动轴，传动轴伸入到底座的U型槽中，旋转臂的上端固定凝点试管槽，旋转臂的下端与传动轴连接，角度传感器安装在联轴器上，传动轴转动时，带动旋转臂在90°范围内旋转，从而带动凝点试管槽旋转。

上述方案中电机及减速机置于防震隔噪箱中，以减小震动。

上述新型原油凝点测量装置的测量方法：

步骤一：将液体注入液箱中，直到液位到达安全刻度线处，停止向其内部注液体；启动加热-制冷循环器，通过计算机终端控制平台操控加热-制冷循环器使液箱中液体加热到装样温度，使凝点试管经过预热，其温度达到装样温度；

步骤二：取出凝点试管，快速准确的将经预热后要测量的油样倒入凝点试管，油样倒入至装样量的界限处，然后将带有温度传感器的试管塞盖上，观察温度传感器是否位于油样的中心位置，调整温度传感器，让其保持竖直，并位于油样的中心位置，将装有油样的凝点试管快速放入凝点试管槽中，然后将锥形加固盖盖紧；

步骤三：利用计算机终端控制平台调节加热-制冷液体循环器的温度，以实现油样的降温速率控制在0.5-1℃/min，当油样降至高于预期凝点8℃后，每隔2℃读取油样胶凝状态数据，通过计算机控制平台控制的旋转驱动装置，使凝点试管槽旋转，在旋转的过程中，实时监控油样的图像情况，主要观察试样界面附近处的密度变化，如果发现密度存在变化，经计算机终端控制平台操控，迅速转回原来的位置，继续降温2℃，依此重复操作，直至实验样品旋转至观察位置后，油样5s不流动，说明实验样品已经胶凝，该温度即为凝点温度，最后记录下凝点温度；

步骤四：再将凝点试管槽转回至0°，即竖直位置，切断电源，将液箱中的水排净，取出凝点试管，清洗干净。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明解决加剂改性原油凝点精确测量的问题，同时还解决了原油乳状液凝点准确测量、体系破乳时机的准确判断问题。

2、本发明应用医学上X光射线成像的原理，根据观察实验样品密度是否发生变化来判断是否胶凝，解决了加剂改性原油分层，上、下层凝点不同的问题，减小原油的凝点测量误差；也提高了乳状液凝点测量结果的真实性；另外，减少了测量过程中原油的热历史，提高了凝点测量的准确度。

3、本发明与现代高科技接轨，基本上实现了凝点测量的自动化，减少了人为误差。

附图说明

图1是本发明原油凝点测量装置的示意图；

图2是本发明液箱的左视图；

图3是X射线实时成像检测系统的原理图；

图中：1加热-制冷液体循环器；2循环器进水管；3循环器出水管；4 X射线发射装置；5 箱体；6试管塞；7 液箱；8 温度传感器；9传动轴；10 旋转臂；11 注/排水管；12 减速机；13 凝点试管槽；14 凝点试管；15 锥形加固盖；16 箱体盖；17 把手；18角度传感器；19实时图像信号接收处理装置；20 电机；21 防震隔噪箱；22信号转换与处理装置；23数据采集卡；24计算机终端控制平台；25安全刻度线；26减震挡板、27底座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1所示，这种新型原油凝点测量装置包括X光射线发射装置4、实时图像接收处理装置19、箱体5、液箱7、凝点试管14、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器1、计算机终端控制平台24，其中液箱7、X光射线发射装置4、实时图像接收处理装置19置于箱体5内，液箱7位于X光射线发射装置4和实时图像接收处理装置19之间，实时图像接收处理装置19连接计算机终端控制平台24。液箱7、凝点试管14、凝点试管槽13均为透明的，便于观察，减小对X光成像的影响。X光射线发射装置4通过支架安装在箱体5内。

加热-制冷液体循环器1连接液箱7，通过循环器进水管2、循环器出水管3与液箱7构成循环回路，液箱7还设置有注/排水管11，向液箱7内注水及将液箱内的水排出都通过注/排水管11进行。液箱7内通过支架固定安装有温度传感器8，用于采集液箱7的温度，该温度传感器8连接信号转换与处理装置22，信号转换与处理装置22连接数据采集卡23，数据采集卡23连接至计算机终端控制平台24。液箱7的侧壁设置有安全刻度线25，往液箱7中注液时，最高注入至安全刻度线25处。液箱7设置有减震挡板26，凝点试管槽13旋转90°后，恰好位于减震挡板26上，防止产生震动，对凝点试管14中油样造成影响；液箱7的底部也设置有减震挡板26，当凝点试管槽13旋转至水平位置时恰好位于该减震挡板26上。液箱7的上端口与箱体的上端口位于同一水平面上，箱体盖16盖在箱体5上时，同时将液箱7封盖住，箱盖体16上设置有把手17，可方便将箱体盖16打开。

试管塞6塞在凝点试管14口处，锥形加固盖15扣在试管塞6外，固定杆穿过锥形加固盖15的锥尖及试管塞6的中心，伸入到凝点试管14内，固定杆的下端固定温度传感器8，凝点试管14中的温度传感器8通过锥形加固盖15和试管塞6固定在凝点试管14中，居于凝点试管14的中心线上，用于采集凝点试管14中油样的温度，该温度传感器8也均连接信号转换与处理装置22，信号转换与处理装置22连接相应的数据采集卡23，数据采集卡23连接至计算机终端控制平台24。凝点试管14固定在凝点试管槽13中，凝点试管槽13连接旋转驱动装置。

X光射线发射装置4、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器1均连接计算机终端控制平台24。

参阅图3，X射线实时成像检测和计算机终端控制平台24的工作过程如下：由计算机终端控制平台24的射线源控制器，操控X光射线发射装置4的开关。X光射线发射装置4发出X光射线穿过凝点试管14，由于油样的密度差异，X光衰减程度的不同，经过衰减后的X光射线依次通过X射线增强器、光学组件、镜头、CCD视频相机、视频电缆最后到图像采集卡（这些构成了图像信号接收处理装置19，），就这样经过图像信号接收处理装置19，将图像实时状态通过计算机终端控制平台24显示屏显示出来，观察其转动过程中或者转动90°后，密度分布是否有变化（主要观察油样界面处的密度变化）。

温度测量、液体温度控制和计算机终端控制平台24的工作过程如下：温度传感器8主要的工作是测量温度，温度传感器8将温度信号通过信号转换与处理装置22与数据采集卡23，将温度在计算机终端控制平台24显示出来；液箱7中的温度传感器8测量出液体温度，通过计算机终端控制平台24给加热-制冷液体循环器1设定一个较低的温度，由于温差的存在，会产生温降速率，通过计算机终端控制平台24不断调节设定温度，使温降速率保持在0.5-1℃/min，温降速率通过计算机终端控制平台24的程序可以计算出，显示在计算机工作界面。

旋转驱动装置包括电机20、减速机12、传动轴9、旋转臂10、底座27，电机20连接减速机12，减速机12连接传动轴9，传动轴9伸入到底座27的U型槽中，旋转臂10的上端固定凝点试管槽13，旋转臂10的下端也伸入到底座的U型槽中，并与传动轴9连接，角度传感器18安装在联轴器上，传动轴9转动时，带动旋转臂10在90°范围内旋转，从而带动凝点试管槽13旋转。U型槽为上端面及一个侧面同时开放的槽体，以便于旋转臂10在90°范围内旋转；为了防止电机20运行产生震动，影响测试效果，将电机20及减速机12置于防震隔噪箱21中，

旋转驱动装置和计算机终端控制平台24的工作过程如下：当试样降至高于预期凝点8℃后，由计算机终端控制平台24操控电机20转动，由减速机12控制电机20带动旋转臂10及凝点试管14稳慢速转动，在转动过程中发现液体有流动趋势，立即通过计算机终端控制平台24逆向转动，当联轴器上的角度传感器18检测到凝点试管14将要转回到0°（即竖直位置）时，将信息反馈到计算机终端控制平台24，操控减速机12工作，立即平稳减速直至0°停止转动，0°（即竖直位置）位置和90°位置均设有减震挡板26（见图2）。若转动过程中液体没有流动趋势，当联轴器上的角度传感器18检测到凝点试管14将要转回到90°（即水平位置）时，将信息反馈到计算机终端控制平台24，操控减速机12工作，立即平稳减速直至90°，停留5s后看其是否流动，若流动便立即转回0°（即竖直位置）位置，若不流动，此刻温度即为凝点温度。

上述新型原油凝点测量装置的测量方法：

步骤一：将液体注入液箱7中，直到液位到达安全刻度线25处，停止向其内部注液体；启动加热-制冷液体循环器1，通过计算机终端控制平台24操控加热-制冷液体循环器1使液箱7中液体加热到装样温度，使凝点试管14经过预热，其温度达到装样温度；

步骤二：取出凝点试管14，快速准确的将经预热后要测量的油样倒入凝点试管14，油样倒入至装样量的界限处，然后将带有温度传感器8的试管塞6盖上（试管塞6上有锥形加固盖15），观察温度传感器8是否位于油样的中心位置，调整温度传感器8，让其保持竖直，并位于油样的中心位置，将装有油样的凝点试管14快速放入凝点试管槽13中，然后将锥形加固盖15（防止传感器偏离中心位置）盖紧；

步骤三：利用计算机终端控制平台24调节加热-制冷液体循环器1的温度，以实现油样的降温速率控制在0.5-1℃/min，当油样降至高于预期凝点8℃后，每隔2℃读取油样胶凝状态数据，通过计算机控制平台24控制的旋转驱动装置，使凝点试管槽13旋转，在旋转的过程中，实时监控油样的图像情况，主要观察试样界面附近处的密度变化，如果发现密度存在变化，经计算机终端控制平台24操控，迅速转回原来的位置，继续降温2℃，依此重复操作，直至实验样品旋转至观察位置后，油样5s不流动，说明实验样品已经胶凝，该温度即为凝点温度，最后记录下凝点温度；

步骤四：再将凝点试管槽13转回至0°，即竖直位置，切断电源，将液箱7中的水排净，取出凝点试管14，清洗干净。

Claims (5)

1.一种新型原油凝点测量装置，其特征在于：这种新型原油凝点测量装置包括X光射线发射装置（4）、实时图像接收处理装置（19）、箱体（5）、液箱（7）、凝点试管（14）、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器（1）、计算机终端控制平台（24），其中液箱（7）、X光射线发射装置（4）、实时图像接收处理装置（19）置于箱体（5）内，液箱（7）位于X光射线发射装置（4）和实时图像接收处理装置（19）之间，实时图像接收处理装置（19）连接计算机终端控制平台（24）；凝点试管（14）固定在凝点试管槽（13）中，凝点试管（14）中固定温度传感器（8），液箱（7）内也固定安装有温度传感器（8）；凝点试管槽（13）连接旋转驱动装置；加热-制冷液体循环器（1）连接液箱（7）与液箱（7）构成循环回路；上述两个温度传感器（8）均连接相应的信号转换与处理装置（22），信号转换与处理装置（22）分别连接相应的数据采集卡（23），两个数据采集卡（23）均连接至计算机终端控制平台（24）；X光射线发射装置（4）、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器（1）均连接计算机终端控制平台（24）；液箱（7）、凝点试管（14）、凝点试管槽（13）均为透明的; 凝点试管（14）中的温度传感器（8）通过锥形加固盖（15）固定在凝点试管（14）中，试管塞（6）塞在凝点试管（14）口处，锥形加固盖（15）扣在试管塞（6）外，固定杆穿过锥形加固盖（15）的锥尖及试管塞（6）的中心，伸入到凝点试管（14）内，固定杆的下端固定温度传感器（8）；旋转驱动装置包括电机（20）、减速机（12）、传动轴（9）、旋转臂（10）、底座（27），电机（20）通过联轴器连接减速机（12），减速机（12）连接传动轴（9），传动轴（9）伸入到底座的U型槽中，旋转臂（10）的上端固定凝点试管槽（13），旋转臂（10）的下端与传动轴（9）连接，角度传感器（18）安装在联轴器上；所述的液箱（7）设置有减震挡板（26），凝点试管槽（13）旋转90°后或从任意角转回原位时，恰好位于减震挡板（26）上。

2.根据权利要求1所述的新型原油凝点测量装置，其特征在于：所述的液箱（7）的侧壁设置有安全刻度线（25）。

3.根据权利要求2所述的新型原油凝点测量装置，其特征在于：所述的液箱（7）的上端口与箱体（5）的上端口位于同一水平面上，箱体盖（16）盖在箱体（5）上时，同时将液箱（7）封盖住，箱体盖（16）上设置有把手（17）。

4.根据权利要求3所述的新型原油凝点测量装置，其特征在于：所述的电机（20）及减速机（12）置于防震隔噪箱（21）中。

5.一种权利要求2所述的新型原油凝点测量装置测量凝点的方法，其特征在于：

步骤一：将液体注入液箱（7）中，直到液位到达安全刻度线（25）处，停止向其内部注液体；启动加热-制冷液体循环器（1），通过计算机终端控制平台（24）操控加热-制冷液体循环器（1）使液箱（7）中液体加热到装样温度，使凝点试管（14）经过预热，其温度达到装样温度；

步骤二：取出凝点试管（14），快速准确的将经预热后要测量的油样倒入凝点试管（14），油样倒入至装样量的界限处，然后将带有温度传感器（8）的试管塞（6）盖上，观察温度传感器（8）是否位于油样的中心位置，调整温度传感器（8），让其保持竖直，并位于油样的中心位置，将装有油样的凝点试管（14）快速放入凝点试管槽（13）中，然后将锥形加固盖（15）盖紧；

步骤三：利用计算机终端控制平台（24）调节加热-制冷液体循环器（1）的温度，以实现油样的降温速率控制在0.5-1℃/min，当油样降至高于预期凝点8℃后，每隔2℃读取油样胶凝状态数据，通过计算机终端控制平台（24）控制的旋转驱动装置，使凝点试管槽（13）旋转，在旋转的过程中，实时监控油样的图像情况，主要观察试样界面附近处的密度变化，如果发现密度存在变化，经计算机终端控制平台（24）操控，迅速转回原来的位置，继续降温2℃，依此重复操作，直至实验样品旋转至观察位置后，油样5s不流动，说明实验样品已经胶凝，该温度即为凝点温度，最后记录下凝点温度；

步骤四：再将凝点试管槽（13）转回至0°，即竖直位置，切断电源，将液箱（7）中的水排净，取出凝点试管（14），清洗干净。