CN105223101A - 一种高温高压地层原油物性分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温高压地层原油物性分析系统，其创新点在于：包括一分析筒，筒体内置有拉杆式活塞；分析筒由一摆动搅拌系统驱动往复摆动，一主泵压力调节驱动机构，用于驱动分析筒内的拉杆式活塞沿轴向移动进行容积调整；一主泵磁力搅拌机构，其磁力搅拌叶轮由主泵搅拌电机依次通过主泵减速器、旋转长杆和搅拌主磁铁传递扭矩带动磁力旋转叶轮实现旋转。本发明的优点在于：本发明中分析筒为二合一结构，其既作为容纳测试分析原油的分析筒，同时又能够通过主泵压力调节驱动机构驱动拉杆式活塞运动实现对压力和体积的变化进行控制，配合摆动搅拌系统和主泵磁力搅拌机构组成的双搅拌系统，直接对分析筒内样品的精密测量和记录。

Description

一种高温高压地层原油物性分析系统

技术领域

本发明涉及一种分析系统，特别涉及一种高温高压地层原油物性分析系统。

背景技术

地层原油物性分析是测试地层流体样品在地层温度条件下恒质膨胀实验、单次脱气实验、多次脱气实验和多级粘度测定等项目；获得体积随压力变化关系、饱和压力、压缩系数、地层原油粘度、地层原油密度、原始溶解气油比和体积系数等各种高压物性参数，同时可模拟地层流体生产时由于压力降低而出现油气分离状态的多级脱气与多级粘度测定等过程和数据。为油田的储量计算、开发方案编制、油井管理和提高采收率等科研研究工作提供重要的资料。

目前的地层原油物性分析设备相对较少，例如专利申请号200520103866.1公开了一种高压取样器自动摇摆装置，其底板上固定有支架和电机，电机连接有减速器，减速器连接转动变平动装置，转动变平动装置连接曲柄连杆，曲柄连杆通过销轴连接高压容器固定杆的一端，高压容器固定杆有中间轴，中间轴通过轴承固定在支架的顶部，高压容器固定在高雅容器固定杆的上部。利用该装置高压容器内的原油样品被摇摆、晃动均匀，同时有一个外部增压泵给样品加压，使油气接近井下状态，再取高压容器内的原油样品进行化验分析，获得较真实可靠的化验数据。但其也存在一定的缺点：该装置只能进行摆动摇晃，原油样品混合效果相对较差，且需要额外增压泵给样品加压，使用不便。因此，研发一种结构合理、检测准确的装置势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、测试项目全面且准确的高温高压地层原油物性分析系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种高温高压地层原油物性分析系统，其创新点在于：包括一分析筒，该分析筒包括筒体，筒体的顶部安装有顶盖，筒体外套装有电加热器，并在电加热器外包裹有保温包衣，保温包衣的上部设置有与筒体内腔连通的进样阀门、压力表阀门、传感器阀门和顶部阀门；筒体内置有拉杆式活塞，该拉杆式活塞中心具有一个空腔；一摆动搅拌系统，该摆动搅拌系统包括机架、摆动轴、翻转电机、翻转减速器和旋转支撑套，摆动轴水平设置在机架上，翻转减速器安装在机架一侧，翻转减速器的输出轴与摆动轴一端连接，翻转减速器的输入轴与翻转电机连接；摆动轴由翻转电机通过翻转减速器驱动往复摆动，摆动轴的中心安装有一旋转支撑套，该旋转支撑套通过安装在其中心的过渡套与分析筒连接固定；一主泵压力调节驱动机构，其包括驱动箱、丝杆套、滚珠丝杆、蜗轮、主泵调节电机，所述驱动箱的上端与过渡套下端连接固定，驱动箱中心内置有一丝杆套，该丝杆套通过轴承组件支承，丝杆套外套装有与其连接固定的蜗轮，蜗轮由连接有蜗杆的主泵调节电机驱动转动，丝杆套的中心螺纹有一空心滚珠丝杆，该滚珠丝杆的上端与拉杆式活塞连接固定；一主泵磁力搅拌机构，其包括导柱、连接板、主泵搅拌电机、主泵减速器、旋转长杆、搅拌主磁铁和磁力搅拌叶轮，所述导柱有一对，导柱的上端与驱动箱下端连接固定，连接板设置在导柱上并与导柱滑动配合，连接板的中心与滚珠丝杆的下端连接固定；滚珠丝杆的中心内置有一旋转长杆，旋转长杆的上端延伸至拉杆式活塞的内部空腔顶部，并在旋转长杆上端安装搅拌主磁铁，该旋转长杆的下端与安装在连接板上的主泵减速器输出轴连接；在拉杆式活塞顶端安装有一可与搅拌主磁铁配合的磁力搅拌叶轮，该磁力搅拌叶轮由主泵搅拌电机依次通过主泵减速器、旋转长杆和搅拌主磁铁传递扭矩实现旋转。

优选的，所述分析筒的筒体为两端带法兰的空心圆柱体结构，拉杆式活塞直接内置于该筒体内。

优选的，所述主泵调节电机和翻转电机均为伺服电机。

本发明的优点在于：

本发明中分析筒为二合一结构，即分析筒与主泵筒合二为一，其既作为容纳测试分析原油的分析筒，同时又能够通过主泵压力调节驱动机构驱动拉杆式活塞运动实现对压力和体积的变化进行控制，直接对分析筒内样品的压力和体积参数进行调整、精密测量和记录；测试过程中，采用摆动搅拌系统和主泵磁力搅拌机构组成的双搅拌系统对样品进行充分的搅拌，样品搅拌充分均匀，搅拌效率高，使得分析筒内的样品短时间内充分达到热相平衡，提高样品的分析精度和样品分析的周期；泵采用拉杆式活塞结构，分析筒内无柱塞环形空间，死体积很小，结构合理，确保测试准确性。

附图说明

图1为本发明高温高压地层原油物性分析系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明高温高压地层原油物性分析系统包括

一用于容纳测试样品的分析筒，该分析筒包括筒体4，该筒体4为两端带法兰的空心圆柱体结构，筒体4的顶部通过法兰连接安装有顶盖1，筒体4外套装有电加热器，并在电加热器外包裹有保温包衣2，保温包衣2的上部设置有与筒体4内腔连通的进样阀门3、压力表阀门14、传感器阀门15和顶部阀门13；筒体4内置有拉杆式活塞6，该拉杆式活塞6中心具有一个空腔。

一摆动搅拌系统，该摆动搅拌系统包括机架16、摆动轴、翻转电机18、翻转减速器17和旋转支撑套10，摆动轴水平设置在机架16上，翻转减速器17安装在机架16一侧，翻转减速器17的输出轴与摆动轴一端连接，翻转减速器17的输入轴与翻转电机18连接；摆动轴由翻转电机18通过翻转减速器17驱动往复摆动，摆动轴的中心安装有一旋转支撑套10，该旋转支撑套10通过安装在其中心的过渡套24与分析筒4连接固定。

一改变分析筒4容积实现筒内压力调节的主泵压力调节驱动机构，其包括驱动箱25、丝杆套12、滚珠丝杆21、蜗轮11、主泵调节电机20，驱动箱25的上端与过渡套24下端连接固定，驱动箱25中心内置有一丝杆套，该丝杆套12通过轴承组件19支承，丝杆套12外套装有与其连接固定的蜗轮11，蜗轮11由连接有蜗杆的主泵调节电机10驱动转动，丝杆套12的中心螺纹有一空心滚珠丝杆21，该滚珠丝杆21的上端与拉杆式活塞6连接固定。

一主泵磁力搅拌机构，其包括导柱26、连接板27、主泵搅拌电机23、主泵减速器22、旋转长杆8、搅拌主磁铁7和磁力搅拌叶轮5，导柱26有一对，导柱26的上端与驱动箱25下端连接固定，连接板27设置在导柱26上并与导柱26滑动配合，连接板27的中心与滚珠丝杆21的下端连接固定；滚珠丝杆21的中心内置有一旋转长杆8，旋转长杆8的上端延伸至拉杆式活塞6的内部空腔顶部，并在旋转长杆8上端安装搅拌主磁铁7，该旋转长杆8的下端与安装在连接板27上的主泵减速器22输出轴连接；在拉杆式活塞6顶端安装有一可与搅拌主磁铁7配合的磁力搅拌叶轮5，该磁力搅拌叶轮5由主泵搅拌电机23依次通过主泵减速器22、旋转长杆8和搅拌主磁铁7传递扭矩实现旋转。

主泵调节电机和翻转电机均为伺服电机。

工作原理：

样品通过进样阀门进入分析筒内，根据测试选项由电加热器进行温度的调节，由主泵压力调节驱动机构实现分析筒容积、压力的调节，由主泵磁力搅拌机构和摆动搅拌系统配合进行双搅拌实现样品的充分混合实现热平衡；

分析筒容积调节：主泵调节电机通过蜗杆驱动蜗轮转动，进而带动设在蜗轮中心的丝杆套转动，由于丝杆套与滚珠丝杆螺纹配合，进而滚珠丝杆沿其轴向移动，驱动其上端的拉杆式活塞在分析筒筒体内移动，实现分析筒容积、压力的调节；

分析筒样品搅拌：分析筒整体由摆动搅拌系统的翻转电机带动摆动轴作180度摆动搅拌，摆动频率为0.5～8次/分；同时，主泵搅拌电机通过主泵减速器带动滚珠丝杆中心的旋转长杆旋转，旋转长杆顶部的搅拌磁铁透过拉杆式活塞带动其顶面的磁力旋转叶轮对筒内的流体样品进行旋转搅拌，磁力旋转叶轮的速度可以通过电子系统的磁力搅拌电机进行调节，搅拌转速范围为0-400rpm。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种高温高压地层原油物性分析系统，其特征在于：包括一分析筒，该分析筒包括筒体，筒体的顶部安装有顶盖，筒体外套装有电加热器，并在电加热器外包裹有保温包衣，保温包衣的上部设置有与筒体内腔连通的进样阀门、压力表阀门、传感器阀门和顶部阀门；筒体内置有拉杆式活塞，该拉杆式活塞中心具有一个空腔；

一摆动搅拌系统，该摆动搅拌系统包括机架、摆动轴、翻转电机、翻转减速器和旋转支撑套，摆动轴水平设置在机架上，翻转减速器安装在机架一侧，翻转减速器的输出轴与摆动轴一端连接，翻转减速器的输入轴与翻转电机连接；摆动轴由翻转电机通过翻转减速器驱动往复摆动，摆动轴的中心安装有一旋转支撑套，该旋转支撑套通过安装在其中心的过渡套与分析筒连接固定；

一主泵压力调节驱动机构，其包括驱动箱、丝杆套、滚珠丝杆、蜗轮、主泵调节电机，所述驱动箱的上端与过渡套下端连接固定，驱动箱中心内置有一丝杆套，该丝杆套通过轴承组件支承，丝杆套外套装有与其连接固定的蜗轮，蜗轮由连接有蜗杆的主泵调节电机驱动转动，丝杆套的中心螺纹有一空心滚珠丝杆，该滚珠丝杆的上端与拉杆式活塞连接固定；

一主泵磁力搅拌机构，其包括导柱、连接板、主泵搅拌电机、主泵减速器、旋转长杆、搅拌主磁铁和磁力搅拌叶轮，所述导柱有一对，导柱的上端与驱动箱下端连接固定，连接板设置在导柱上并与导柱滑动配合，连接板的中心与滚珠丝杆的下端连接固定；滚珠丝杆的中心内置有一旋转长杆，旋转长杆的上端延伸至拉杆式活塞的内部空腔顶部，并在旋转长杆上端安装搅拌主磁铁，该旋转长杆的下端与安装在连接板上的主泵减速器输出轴连接；在拉杆式活塞顶端安装有一可与搅拌主磁铁配合的磁力搅拌叶轮，该磁力搅拌叶轮由主泵搅拌电机依次通过主泵减速器、旋转长杆和搅拌主磁铁传递扭矩实现旋转。

2.根据权利要求1所述的高温高压地层原油物性分析系统，其特征在于：所述分析筒的筒体为两端带法兰的空心圆柱体结构，拉杆式活塞直接内置于该筒体内。

3.根据权利要求1所述的高温高压地层原油物性分析系统，其特征在于：所述主泵调节电机和翻转电机均为伺服电机。