CN105588852B - 基于超声技术的原油凝点测量装置及其测量方法 - Google Patents
基于超声技术的原油凝点测量装置及其测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及的是基于超声技术的原油凝点测量装置及其测量方法,其中基于超声技术的原油凝点测量装置包括超声波发射‑接收及处理装置、超声波单探头、凝点试管、无挂壁样品添加装置、终端控制系统,无挂壁样品添加装置、三个超声波发射‑接收及处理装置、终端控制系统置于箱体内,三个超声波发射‑接收及处理装置分别连接终端控制系统,三个超声波单探头分别与相应的超声波发射‑接收及处理装置连接,三个超声波单探头排列于凝点试管转动方向的一侧,中间的超声波单探头置于凝点试管油品装样刻度线处,另两个探头与该探头相切;凝点试管和液箱内均置有温度传感器;旋转驱动装置、温度传感器分别连接终端控制系统。本发明提高了测量结果的精度。
Description
技术领域
本发明涉及石油及石油产品凝点测量技术,具体涉及基于超声技术的原油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。凝点是石油及石油产品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原油的凝点测定时,其测量方法如下:先往凝点试管中倒入待测样品,安装好温度计后,将装有待测样品的凝点试管放入凝点试管槽中凝点套管内,根据石油行业凝点测试标准,待实验样品温度降至高于估计凝点8℃后,需要每2℃观察一次。观察方法是取出试管使其倾斜,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。在此实验过程中存在如下缺点:①在装样的过程中可出现样品挂壁现象,将不易于后续倾斜试管来观察样品是否凝固;②添加待测样品时,无法准确控制倒入量。③需要将凝点试管拿出到环境温度下观察样品是否凝固,增加了油样的热历史,致使测量结果误差增大。④实验为手工操作,人为操作误差大。
发明内容
本发明的目的是提供基于超声技术的原油凝点测量装置,这种基于超声技术的原油凝点测量装置用于解决现有技术中测量凝点时,测量过程中样品热历史的增加和人为操作的误差,本发明的另一个目的是提供这种基于超声技术的原油凝点测量装置的测量方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:这种基于超声技术的原油凝点测量装置包括三个超声波发射-接收及处理装置、三个超声波单探头、箱体、液箱、凝点试管、凝点试管槽、无挂壁样品添加装置、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器、终端控制系统,液箱、旋转驱动装置、无挂壁样品添加装置、三个超声波发射-接收及处理装置、终端控制系统、加热-制冷液体循环器置于箱体内,凝点试管、凝点试管槽位于液箱中,三个超声波发射-接收及处理装置分别连接终端控制系统,三个超声波单探头分别与相应的超声波发射-接收及处理装置连接,三个超声波单探头探头自上而下竖直排列于凝点套管外壁,且置于凝点试管转动方向的一侧,中间的超声波单探头置于凝点试管油品装样刻度线处,其余两个探头分别置于该探头的上下两侧并与该探头相切;凝点套管固定在凝点试管槽中,凝点试管中置有温度传感器,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,旋转驱动装置、两个温度传感器分别连接终端控制系统;
无挂壁样品添加装置通过支撑柱固定在箱体内,无挂壁样品添加装置包括储油箱、活塞、活塞杆、手柄、排气导管、加油漏斗、玻璃导管、胶皮软管、出油导管、温度传感器,储油箱下部开有出油导管,出油导管与胶皮软管连接,胶皮软管另一端接有玻璃导管;温度传感器置于储油箱内部轴向中心线与出油孔中心线的交点上,在出油导管上方储油箱外壁上设有储油安全刻度线;储油箱上方开有排气导管和加油漏斗,储油箱中装有活塞,储油箱口设有储油箱盖,活塞上侧连接活塞杆,活塞杆穿过储油箱盖与手柄连接,储油箱、加油漏斗、胶皮软管、出油导管外侧均缠有精密电热带。
上述方案中终端控制系统由主机和触摸显示屏组成,主机中安装有超声波控制模块、温度处理模块、电机操控模块、循环器操控模块、电热带控温模块等应用程序模块,以实现对超声波发射-接收及处理装置的运行、旋转驱动装置的运行、加热-制冷循环器中的水温和进-出水的控制以及两个温度传感器采集到的温度信号接收、处理,测量时可以通过触摸显示屏来操作测量过程。
上述方案中加热-制冷液体循环器位于旋转驱动装置的另一侧,加热-制冷液体循环器连接液箱与液箱构成循环回路,同时加热-制冷液体循环器连接终端控制系统,终端控制系统通过其中的循环器操控模块控制加热-制冷循环器中的水温和进-出水。
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并连接终端控制系统,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;电机及减速机置于防震隔噪箱中,以减小震动。
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。
上述基于超声技术的原油凝点测量装置的测量方法:
步骤一:将待测油样装入无挂壁样品添加装置,运行电热带控温模块程序,使油品温度达到装样温度;将玻璃导管放在加油漏斗内预热至装样温度;
步骤二:将液体通过注水管注入液箱中,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,通过终端控制系统操控加热-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;
步骤三:将预热好的玻璃导管插入凝点试管,尽量保持玻璃导管中心轴线与凝点试管中心轴线重合,玻璃导管口与凝点试管上的刻度线平齐,握住手柄缓缓向下按压活塞,将已经达到装样温度的样品装入凝点试管,样品达到刻度线处时,立即停止加油,将玻璃导管从凝点试管中竖直拿出,并插入到加油漏斗中,然后将带有温度传感器的试管塞盖在凝点试管口处,观察温度传感器是否位于样品的中心位置,调整温度传感器,让其保持竖直,并位于样品的中心位置,然后将锥形加固盖盖紧。;
步骤四:利用终端控制系统调节加热-制冷液体循环器的温度,以实现样品的降温速率控制在0.5-1℃/min,当样品温度降至高于预期凝点8℃后,每隔2℃读取油样胶凝状态数据,通过终端控制系统控制旋转驱动装置,使凝点试管槽旋转,在旋转开始前,三个超声波单探头实时发射超声波脉冲,分别接收记录各自所在位置反射回来的脉冲回波,将波形图呈现于终端控制系统的显示屏上,在缓慢旋转过程中要实时监控波形图的变化,通过设定好的程序检测波形图与初次波形图相比衰减程度达到0.5%,经终端控制系统操控,迅速转回原来的位置,继续降温2℃,每次旋转前,均发射一次超声波脉冲,作为初始对比;依此重复操作,直至实验样品旋转至观察位置后,油样静置5s,衰减程度未达到0.5%,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。
本发明具有以下有益效果:
1、 超声波精度高、灵敏度高,实验时,待测样品在凝点试管中即使有极小的流动,超声波也能够捕捉到,大大降低了实验误差,提高了测量结果的精度。而且超声波无辐射危害,易获取;整个超声波单探头及超声波发射、接收处理装置成本低,易操作,体积小;
2、本发明解决了原油凝点精确测量的问题,解决了往凝点试管中定量添加样品的问题以及添加样品时凝点试管内壁油品挂壁的问题。
3、本发明应用物理学上超声波在不同声阻抗物质界面处反射回波不同以及超声波在同种介质中传播时,其能量被逐渐吸收,声波幅度逐渐衰减的特性。通过测量声波幅度的衰减变化可以判断出凝点试管内部待测样品的流动情况来判断其是否胶凝,解决了传统方法中原油凝点测量的一系列问题,减小了原油的凝点测量误差。
4、本发明通过触摸显示屏即可实现对超声波发射-接收及处理装置、温度传感器、加热-制冷液体循环器、旋转驱动装置的控制,测量过程简单方便,整个新型原油凝点测量装置的各个系统、零部件全部位于一个箱体中,结构紧凑、节省空间,实现了凝点测量的操作、观察一体化功能;解决了现有技术中测定原油凝点时,测量结果误差偏大的问题。
5、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—无挂壁样品添加装置往凝点试管中添加样品过程示意图;
图3是本发明液箱的左视图—样品凝点测量过程示意图;
图4是整个原油凝点测量装置的布局图;
图5是凝点测量过程程序框图;
图6是超声波实时发射及反射回波接收、处理、显示系统的原理图。
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 超声波发射-接收及处理装置;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 超声波单探头;20 电机;21 防震隔噪箱;22终端控制系统;23支架;24垫板;25安全刻度线;26减震挡板、27底座、28储油箱、29活塞、30活塞杆、31储油箱盖、32手柄、33排气导管、34加油漏斗、35玻璃导管、36胶皮软管、37出油导管、38支撑柱、39储油安全刻度线、40电热带。
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三个相同的超声波发射-接收及处理装置4、三个相同的超声波单探头19、箱体5、液箱7、防震隔噪箱21、凝点试管14、凝点试管槽13、无挂壁样品添加装置、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器1、终端控制系统22(终端控制系统22中安装有超声波控制模块、温度处理模块、电机操控模块、循环器操控模块、电热带控温模块等应用程序模块),其中液箱7、超声波发射-接收及处理装置4、终端控制系统22、防震隔噪箱21、旋转驱动装置、无挂壁样品添加装置、加热-制冷液体循环器1置于箱体5内,凝点试管14、凝点试管槽13位于液箱7中,液箱7位于超声波发射-接收及处理装置4和旋转驱动装置之间,超声波发射-接收及处理装置4连接终端控制系统22,终端控制系统22通过其中的超声波控制模块来控制超声波发射-接收及处理装置4的运行,超声波单探头19与超声波发射-接收及处理装置4连接,超声波探头粘附在凝点套管外侧,三个探头自上而下竖直排列于凝点试管14外壁,置于凝点试管14转动方向的一侧,中间的超声波单探头19置于凝点试管14油品装样刻度线处,其余两个探头分别置于该探头的上下两侧并与该探头相切;无挂壁样品添加装置位置参阅图2、图3所示,凝点试管14固定在凝点试管槽13中,凝点试管14中置有温度传感器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,旋转驱动装置连接终端控制系统22,并且终端控制系统22通过其中的电机操控模块来控制旋转驱动装置的运行,从而实现凝点试管14的倾斜与回转;加热-制冷液体循环器1位于旋转驱动装置的另一侧,连接液箱7与其构成循环回路,同时液体循环器连接终端控制系统22,终端控制系统22通过其中的循环器操控模块控制加热-制冷液体循环器1中的水温和进-出水;上述两个温度传感器8均连接至终端控制系统22,终端控制系统22可以通过其中的温度处理模块来接收、处理两个温度传感器8采集到的温度信号;液箱7、无挂壁样品添加装置、凝点试管14、凝点试管槽13均为透明的,便于观察。三个相同的超声波发射-接收及处理装置4通过垫板24、支架23安装在箱体5内。
无挂壁样品添加装置通过支撑柱38固定在箱体5内,无挂壁样品添加装置包括储油箱28、活塞29、活塞杆30、手柄32、排气导管33、加油漏斗34、玻璃导管35、胶皮软管36、出油导管37、温度传感器8,储油箱28下部开有出油导管37,出油导管37与胶皮软管36连接,胶皮软管36另一端接有玻璃导管35;温度传感器8置于储油箱28内部轴向中心线与出油孔中心线的交点上,在出油导管37上方储油箱外壁上设有储油安全刻度线39;储油箱28上方开有排气导管33和加油漏斗34,储油箱28中装有活塞29,储油箱口设有储油箱盖31,活塞29上侧连接活塞杆30,活塞杆30穿过储油箱盖31与手柄32连接,储油箱28、加油漏斗34、胶皮软管36、出油导管37外侧均缠有精密电热带40。
无挂壁样品添加装置与终端控制平台的工作过程如下:无挂壁样品添加装置为可拆卸模块。使用时,将玻璃导管35从加油漏斗34中拿出,同时将活塞29往上提至活塞29下侧高于排气导管33与储油箱28侧壁的连接处,将样品通过漏斗加入储油箱28中,待样品加至储油安全刻度线39处时,停止加油,再将玻璃导管35放在漏斗中进行预热。通过终端控制系统22设定电热带40加热温度为装样温度,温度由无挂壁样品添加装置内部的温度传感器8传送至终端控制系统22。当样品可以装样时,将玻璃导管35插入凝点试管14,尽量保持玻璃导管35中心轴线与凝点试管14中心轴线重合,玻璃导管口与凝点试管14上的刻度线平齐,握住手柄32缓缓向下按压活塞29,当活塞29下侧低于加油漏斗34与储油箱28侧壁的连接处时,储油箱28中的样品会经出油导管37、胶皮软管36、玻璃导管35加入至凝点试管14中,当待测样品加至凝点试管14上的刻度线处时,立即停止加油,将玻璃导管35从凝点试管14中竖直拿出,并插入到加油漏斗34中。完成实验后,将此装置拆卸下来,进行清洗。
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23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连接至终端控制系统22。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中样品造成影响;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中样品的温度,该温度传感器8也连接至终端控制系统22。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。
超声波发射-接收及处理装置4、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器1均连接终端控制系统22。
参阅图1、图4、图5、图6,超声波实时发射及反射回波接收、处理、显示检测系统和终端控制系统22的工作过程如下:利用终端控制系统22调节加热-制冷液体循环器1的温度,以实现样品的降温速率控制在0.5-1℃/min,当样品降至高于预期凝点8℃后,每隔2℃读取样品胶凝状态数据,通过终端控制系统22控制旋转驱动装置,使凝点试管槽13旋转,在旋转开始前,三个超声波单探头19实时发射超声波脉冲,同时也分别接收记录各自所在位置从内管壁界面反射回来的脉冲回波,最终将波形图呈现于终端控制系统22的显示屏上,在旋转过程中要实时监控波形图的变化,通过设定好的程序检测到波形图与初次波形图相比衰减程度达到0.5%,经终端控制系统22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,样品静置5秒,衰减程度未达到0.5%,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。
温度测量、液体温度控制和终端控制系统22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将温度信号传输给终端控制系统22,终端控制系统22通过其中的温度处理模块来接收、处理两个温度传感器8采集到的温度信号,最终将温度值在触摸显示屏上显示出来;液箱7中的温度传感器8测量出液体温度,通过终端控制系统22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,通过终端控制系统22不断调节设定温度,使温降速率保持在0.5-1℃/min,温降速率通过终端控制系统22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27的U型槽中,并与传动轴9连接,角度传感器18安装在联轴器上并连接终端控制系统22,传动轴9转动时,带动旋转臂在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。
旋转驱动装置和终端控制系统的工作过程如下:当试样温度降至高于预期凝点8℃后,三个超声波单探头19实时发射超声波脉冲,同时也分别接收记录各自所在位置从内管壁界面反射回来的脉冲回波,最终将波形图呈现于终端控制系统22的显示屏上,然后,终端控制系统22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缓缓转动,在旋转过程中要实时监控波形图的变化,通过设定好的程序检测到波形图与初次波形图相比衰减程度达到0.5%,经终端控制系统22操控旋转驱动装置逆向转动,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,将信息反馈到终端控制系统22,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、图3)。若转动过程中,程序检测到波形图与初次波形图相比衰减程度未达到0.5%,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,将信息反馈到终端控制系统22,操控减速机12工作,立即平稳减速直至90°,停留5s,观察这段时间内波形衰减程度是否达到5%,若达到5%便立即转回0°(即竖直位置)位置,若没有达到5%,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:将待测样品装入无挂壁样品添加装置,加热电热带40,使其温度达到装样温度;将玻璃导管35放在加油漏斗34内预热至装样温度。
步骤二:将液体通过注水管注入液箱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,通过终端控制系统22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;
步骤三:将预热好的玻璃导管35插入凝点试管14,尽量保持玻璃导管35中心轴线与凝点试管14中心轴线重合,玻璃导管口与凝点试管14上的刻度线平齐,握住手柄32缓缓向下按压活塞29,将已经达到装样温度的样品装入凝点试管14,样品达到刻度线处时,立即停止加油,将玻璃导管35从凝点试管14中竖直拿出,并插入到加油漏斗34中,然后将带有温度传感器8的试管塞6盖在凝点试管口处,观察温度传感器8是否位于样品的中心位置,调整温度传感器8,让其保持竖直,并位于样品的中心位置,然后将锥形加固盖15盖紧。
步骤四:利用终端控制系统22调节加热-制冷液体循环器1的温度,以实现样品的降温速率控制在0.5-1℃/min,当样品温度降至高于预期凝点8℃后,每隔2℃读取样品胶凝状态数据,通过终端控制系统22控制旋转驱动装置,使凝点试管槽13旋转,在旋转开始前,三个超声波单探头19实时发射超声波脉冲,同时也分别接收记录各自所在位置从内管壁界面反射回来的脉冲回波,最终将波形图呈现于终端控制系统22的显示屏上,在缓慢旋转过程中要实时监控波形图的变化,通过设定好的程序检测到波形图与初次波形图相比衰减程度达到0.5%,经终端控制系统22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,样品静置5s,衰减程度未达到0.5%,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。
步骤五:再将凝点试管槽13转回至0°,即竖直位置,通过终端控制系统22,使水浴升温,待原油易清洗后,取出凝点试管14和无挂壁样品添加装置,清洗干净。切断电源,将液箱7中的水排净,测量完毕。
Claims (9)
1.一种基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:这种基于超声技术的原油凝点测量装置包括三个超声波发射-接收及处理装置(4)、三个超声波单探头(19)、箱体(5)、液箱(7)、凝点试管(14)、凝点试管槽(13)、无挂壁样品添加装置、旋转驱动装置、加热-制冷液体循环器(1)、终端控制系统(22),液箱(7)、旋转驱动装置、无挂壁样品添加装置、三个超声波发射-接收及处理装置(4)、终端控制系统(22)、加热-制冷液体循环器(1)置于箱体(5)内,凝点试管(14)、凝点试管槽(13)位于液箱(7)中,三个超声波发射-接收及处理装置(4)分别连接终端控制系统(22),三个超声波单探头(19)分别与相应的超声波发射-接收及处理装置(4)连接,三个超声波单探头(19)自上而下竖直排列于凝点试管(14)外壁,且置于凝点试管(14)转动方向的一侧,中间的超声波单探头(19)置于凝点试管(14)油品装样刻度线处,其余两个探头分别置于该探头的上下两侧并与该探头相切;凝点试管(14)固定在凝点试管槽(13)中,凝点试管(14)中置有温度传感器(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,旋转驱动装置、两个温度传感器(8)分别连接终端控制系统(22);
无挂壁样品添加装置通过支撑柱(38)固定在箱体(5)内,无挂壁样品添加装置包括储油箱(28)、活塞(29)、活塞杆(30)、手柄(32)、排气导管(33)、加油漏斗(34)、玻璃导管(35)、胶皮软管(36)、出油导管(37)、温度传感器(8),储油箱(28)下部开有出油导管(37),出油导管(37)与胶皮软管(36)连接,胶皮软管(36)另一端接有玻璃导管(35);温度传感器(8)置于储油箱(28)内部轴向中心线与出油孔中心线的交点上,在出油导管(37)上方储油箱(28)外壁上设有储油安全刻度线(39);储油箱(28)上方开有排气导管(33)和加油漏斗(34),储油箱(28)中装有活塞(29),储油箱口设有储油箱盖(31),活塞(29)上侧连接活塞杆(30),活塞杆(30)穿过储油箱盖(31)与手柄(32)连接,储油箱(28)、加油漏斗(34)、胶皮软管(36)、出油导管(37)外侧均缠有精密电热带(40)。
2.根据权利要求1所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的终端控制系统(22)由主机和触摸显示屏组成,主机中安装有超声波控制模块、温度处理模块、电机操控模块、循环器操控模块、电热带控温模块。
3.根据权利要求2所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的加热-制冷液体循环器(1)位于旋转驱动装置的另一侧,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,同时加热-制冷液体循环器(1)连接终端控制系统(22)。
4.根据权利要求3所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的凝点试管(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),锥形加固盖(15)及试管塞(6)共同作用,使温度传感器(8)位于凝点试管(14)的中心线上,防止其偏离中心线位置。
5.根据权利要求4所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的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)的下端与传动轴(9)连接,角度传感器(18)安装在联轴器上并连接终端控制系统(22),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;电机(20)及减速机(12)置于防震隔噪箱(21)中。
6.根据权利要求5所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的液箱(7)的侧壁设置有安全刻度线(25)。
7.根据权利要求6所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,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,箱盖体(16)上设置有把手(17)。
8.根据权利要求7所述的基于超声技术的原油凝点测量装置,其特征在于:所述的液箱(7)设置有减震挡板(26),凝点试管槽(13)旋转90°后或从任意角转回到0°时,恰好位于减震挡板(26)上。
9.一种权利要求8所述的基于超声技术的原油凝点测量装置的测量方法,其特征在于:
步骤一:将待测油样装入无挂壁样品添加装置,运行电热带控温模块程序,使油品温度达到装样温度;将玻璃导管(35)放在加油漏斗(34)内预热至装样温度;
步骤二:将液体通过注水管注入液箱(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),通过终端控制系统(22)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;
步骤三:将预热好的玻璃导管(35)插入凝点试管(14),尽量保持玻璃导管(35)中心轴线与凝点试管(14)中心轴线重合,玻璃导管口与凝点试管(14)上的刻度线平齐,握住手柄(32)缓缓向下按压活塞(29),将已经达到装样温度的样品装入凝点试管(14),样品达到刻度线处时,立即停止加油,将玻璃导管(35)从凝点试管(14)中竖直拿出,并插入到加油漏斗(34)中,然后将带有温度传感器(8)的试管塞(6)盖在凝点试管口处,观察温度传感器(8)是否位于样品的中心位置,调整温度传感器(8),让其保持竖直,并位于样品的中心位置,然后将锥形加固盖(15)盖紧;
步骤四:利用终端控制系统(22)调节加热-制冷液体循环器(1)的温度,以实现样品的降温速率控制在0.5-1℃/min,当样品温度降至高于预期凝点8℃后,每隔2℃读取油样胶凝状态数据,通过终端控制系统(22)控制旋转驱动装置,使凝点试管槽(13)旋转,在旋转开始前,三个超声波单探头(19)实时发射超声波脉冲,分别接收记录各自所在位置反射回来的脉冲回波,将波形图呈现于终端控制系统(22)的显示屏上,在缓慢旋转过程中要实时监控波形图的变化,通过设定好的程序检测波形图与初次波形图相比衰减程度达到0.5%,经终端控制系统(22)操控,迅速转回原来的位置,继续降温2℃,每次旋转前,均发射一次超声波脉冲,作为初始对比;依此重复操作,直至实验样品旋转至观察位置后,油样静置5s,衰减程度未达到0.5%,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。
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