CN106499955A - 一种用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置 - Google Patents

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王国栋
王春升
张明
石云
王艳红
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    • F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
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Abstract

本发明公开了一种用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置。它包括一与特稠油管道相连接的管道；所述管道内沿其轴向设有螺旋叶轮杆，所述螺旋叶轮杆的两端均连接有螺旋叶轮，且2个所述螺旋叶轮的旋转方向相同；所述螺旋叶轮杆通过至少一个支撑结构固定于所述管道内；所述螺旋叶轮杆与所述支撑结构之间为转动连接。本发明无源混合加强装置无须单独设置电动搅拌装置，依靠流体流动实现旋转搅拌，节约了能源动力。4本发明无源混合加强装置可以实现在线使用，较好的满足了维持生产持续性和稳定性的要求。本发明无源混合加强装置的结构简单，制造成本较低，很好的满足了降本增效的要求。

Description

一种用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置
技术领域
本发明涉及一种无源混合加强装置，具体涉及一种用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置。
背景技术
随着石油能源的消耗和对石油资源日益增长的需求，开发海上特稠油成为一种必然，然而由于特稠油粘度大、凝点低，且组分中含有较多的胶质和沥青质，对海上特稠油集输造成较大的挑战，目前针对海上特稠油掺水输送可以降低特稠油输送的阻力，提高输送效率。
由于目前特稠油管道掺水通过三通直接将水注入到特稠油管道，特稠油和水不能混合均匀，导致掺水输送的效果大打折扣，不仅降低了掺水输送的效果，还造成了掺水泵能的浪费。如果在掺水管道上增加电动搅拌装置，一是电动搅拌装置设备占用空间大，二是需要消耗大量的电能。因此，需要提供一种新型的特稠油管道装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置，本发明提供的无源混合加强装置的结构紧凑、占用空间小，而且不需要消耗电能，具有拆卸方便，成本较低的优点。
本发明所提供的用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置，它包括一可与特稠油生产管道相连接的管道；所述管道内沿其轴向设有螺旋叶轮杆，所述螺旋叶轮杆的两端均连接有螺旋叶轮，且旋转方向相同；
所述螺旋叶轮杆通过至少一个支撑结构固定于所述管道内；
所述螺旋叶轮杆与所述支撑结构之间为转动连接。
所述的无源混合加强装置中，所述支撑结构可为支撑杆；
所述支撑杆沿所述管道的径向设置，即使所述螺旋叶轮杆与所述支撑杆之间为垂直相交设置。
所述的无源混合加强装置中，2个所述螺旋叶轮的螺旋倾角相同。
所述的无源混合加强装置中，所述管道内设有2个平行设置的所述支撑杆，2个所述支撑杆之间设有间距，且分别靠近所述管道的入口端和出口端，即能很好地固定所述螺旋叶轮杆，又可以增大管道流通面积，较小管输阻力。
所述的无源混合加强装置中，所述螺旋叶轮杆与所述支撑结构之间通过轴承形成转动连接，即所述螺旋叶轮杆可以所述轴承作为轴心进行转动，进而带动与所述螺旋叶轮杆连接的所述螺旋叶轮转动，对特稠油和水进行搅拌。
所述的无源混合加强装置中，所述螺旋叶轮杆与所述轴承的内环为固定连接，如此设置保证了所述螺旋叶轮杆只能进行轴向旋转运动，而不能沿所述轴承的轴向前后运动。
所述的无源混合加强装置中，所述轴承设于所述支撑结构的中间部位。
所述的无源混合加强装置中，所述管道内靠近入口端处和靠近出口端处均设有粘度传感器；
所述粘度传感器通过信号传输线与设置于管道外的粘度示数仪相连接。
所述的无源混合加强装置中，所述管道的相对设置的内壁上均设有所述粘度传感器，用于在线监测所述管道内流体的粘度数据变化，如混合后的粘度仍不符合要求，可以增大掺水量来调节掺水效果。
所述的无源混合加强装置中，所述管道可为双层保温管道。
所述的无源混合加强装置中，所述管道的两端连接有法兰盘，这样可通过法兰连接的方式与外输管路相连接。
本应用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置具有如下优点：
1、本发明无源混合加强装置的结构紧凑、占用空间小。
2、本发明无源混合加强装置无须单独设置电动搅拌装置，依靠流体流动实现旋转搅拌，节约了能源动力。
3、本发明无源混合加强装置的两端为法兰盘，装置的安装和拆卸较方便。
4、本发明无源混合加强装置可以实现在线使用，较好的满足了维持生产持续性和稳定性的要求。
5、本发明无源混合加强装置采用两个螺旋叶轮联动的方式，上下游两个叶轮旋转时相互提供搅拌动力，同时下游叶轮对流体的二次搅拌也加强了特稠油与水之间的搅拌混合。
6、本发明无源混合加强装置的结构简单，制造成本较低，很好的满足了降本增效的要求。
附图说明
图1为本发明特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置的结构示意图。
图2为本发明特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置中螺旋叶轮的主视图(左图)和侧视图(右图)。
图3为本发明特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置中支撑杆的剖面图。
图中各标记如下：
1，15，6，9粘度传感器、2双层保温管道、3，5支撑杆、4粘度示数仪、7，16法兰盘、8信号传输线、10，14螺旋叶轮、11，13轴承、12螺旋叶轮杆、17特稠油管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，为本发明用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置的结构示意图，它包括一双层保温管道2，该双层保温管道2的两端分别焊接有法兰盘7和16，通过法兰盘16和7分别与特稠油管道17和外输管道(图中未示)相连接。双层保温管道2内沿其径向设有2个平行设置的支撑杆3和5，分别靠近双层保温管道2的入口端和出口端，支撑杆3和5的两端焊接于双层保温管道2的内壁上。支撑杆3和5的中间部位均焊接有轴承13和11，如图3所示。一螺旋叶轮杆12通过轴承13和11固定于双层保温管道2轴心上，即螺旋叶轮杆12分别与轴承13和11的内环焊接在一起，保证了螺旋叶轮杆12只能沿轴向旋转运动，不能沿轴向前后运动。螺旋叶轮杆12的两端分别焊接有螺旋叶轮14和10，它们的旋转方向和螺旋倾角均相同。每个螺旋叶轮均由3个螺旋叶片和1个叶轮轴连接组成，如螺旋叶轮14由3个螺旋叶片14-1和1个叶轮轴14-2组成，如图2所示。
为了实现对双层保温管道2内流体的粘度的监测，在双层保温管道2的入口端的相对侧的内壁上(如上部和底部)分别设有粘度传感器1和15，用于实施监测螺旋叶轮14前未处理的管道上部和底部液流的粘度；在双层保温管道2的出口端的相对侧的内壁上(如上部和底部)分别设有粘度传感器6和9，用于实施监测螺旋叶轮10后处理过的管线上部和底部液流的粘度。粘度传感器1、15、6和9均通过信号传输线8与设置于双层保温管道2外的粘度示数仪4相连接，如此，粘度传感器1、15、6和9测量到的粘度数据传输到粘度示数仪4上，可以通过粘度示数仪4读取双层保温管道2内流体的粘度数据。
使用本发明无源混合加强装置时，可按照下述步骤进行：将本发明无源混合加强装置的双层保温管道2的两端分别通过法兰盘16和7与特稠油管道17和外输管道相连接。特稠油和水均通过特稠油管道17输入至双层保温管道2中。在流体(特稠油和水的混合液)的流动作用下，螺旋叶轮14和10进行同步旋转，进而对流体进行混合加强搅拌。双层保温管道2内混合流体的粘度可通过设置于入口端和出口端的粘度传感器1、15、6和9进行监测，如果掺水混合后的混合粘度仍较大，可增大掺水量来调节，从而达到特稠油和水混合加强和特稠油降粘输送的效果。如果采用一个无源混合加强装置达不到所需效果，可以在生产管道多设置几个本发明无源混合加强装置，从而增强掺水混输效果。

Claims (10)

1.一种用于特稠油管道在线掺水的无源混合加强装置，它包括一与特稠油管道相连接的管道；其特征在于：
所述管道内沿其轴向设有螺旋叶轮杆，所述螺旋叶轮杆的两端均连接有螺旋叶轮，且2个所述螺旋叶轮的旋转方向相同；
所述螺旋叶轮杆通过至少一个支撑结构固定于所述管道内；
所述螺旋叶轮杆与所述支撑结构之间为转动连接。
2.根据权利要求1所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述支撑结构为支撑杆；
所述支撑杆沿所述管道的径向设置。
3.根据权利要求2所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述管道内设有2个平行设置的所述支撑杆，2个所述支撑杆之间设有间距，且分别靠近所述管道的入口端和出口端。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述螺旋叶轮杆与所述支撑结构之间通过轴承形成转动连接。
5.根据权利要求4所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述螺旋叶轮杆与所述轴承的内环为固定连接。
6.根据权利要求4或5所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述轴承设于所述支撑结构的中间部位。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述管道内靠近入口端处和靠近出口端处均设有粘度传感器；
所述粘度传感器通过信号传输线与设置于管道外的粘度示数仪相连接。
8.根据权利要求7所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述管道的相对设置的内壁上均设有所述粘度传感器。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述管道为双层保温管道。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的无源混合加强装置，其特征在于：所述管道的两端连接有法兰盘。
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