CN108131566A - 一种稠油在线输送系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油在线输送系统，属于原油集输技术领域。该系统包括：稀油来油管线、稠油来油管线、汇合管线、混合器和在线粘度计。稀油来油管线包括通过稀油管线顺次连通的稀油储罐、稀油泵、稀油流量计和流量调节阀。稠油来油管线包括通过稠油管线顺次连通的稠油储罐、稠油泵和稠油流量计。汇合管线的前端与稀油来油管线和稠油来油管线的后端汇合处连通。混合器设置在汇合管线的前端；在线粘度计设置在位于混合器下游的汇合管线上。利用本发明实施例提供的系统能够实现稠油的在线掺稀，达到有效降粘的目的，稠油能够在长输管道中于常温下进行长距离输送。
Description
技术领域
本发明涉及原油集输技术领域，特别涉及一种稠油在线输送系统及方法。
背景技术
在原油输送过程中，对于粘度较高的稠油，例如5℃时粘度接近10000mPa.s，20℃时密度大于900kg/m3的稠油，无法对其直接进行管道输送，需要对其进行有效降粘后再进行管道输送。所以，为了实现长距离常温输送，对稠油进行降粘是十分必要的。
现有技术多采用稠油降粘剂，或者采用加热输送的方式对稠油降粘，但是上述方式能耗较高，效果也不明显。研究表明，通过旋喷装置向稠油内掺入稀油能有效降低稠油的粘度，例如应用在西部管道鄯兰原油管线的鄯善首站，采用在罐内使稠油和稀油搅拌掺混方式，混合效果较好，有效降低了稠油的粘度。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术稠油掺稀需要旋喷和搅拌装置，虽然能降低稠油的粘度，但是其成本较高，不利于稠油的在长输管道中的长距离输送。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种适用于长距离输送的稠油在线输送系统及方法。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种稠油在线输送系统，所述系统包括：稀油来油管线，所述稀油来油管线包括通过稀油管线顺次连通的稀油储罐、稀油泵、稀油流量计和流量调节阀；
稠油来油管线，所述稠油来油管线包括通过稠油管线顺次连通的稠油储罐、稠油泵和稠油流量计；
汇合管线，所述汇合管线的前端与所述稀油来油管线和所述稠油来油管线的后端汇合处连通；
混合器，设置在所述汇合管线的前端；
在线粘度计，设置在位于所述混合器下游的所述汇合管线上。
具体地，作为优选，所述稀油泵和所述稀油流量计之间的所述稀油管线上设置有一个在线粘度计。
具体地，作为优选，所述稠油泵和所述稠油流量计之间的所述稠油管线上设置有一个在线粘度计。
具体地，作为优选，所述流量调节阀和所述稀油流量计均为两个，两个所述稀油流量计串联设置，两个所述流量调节阀并联设置。
具体地，作为优选，所述系统还包括发球筒，所述发球筒通过管线与所述汇合管线的后端并联连接；
位于所述发球筒上游和下游的所述管线上，以及与所述发球筒并联的所述汇合管线的后端均设置有一个阀门。
具体地，作为优选，所述稀油储罐和所述稀油泵之间的所述稀油管线上设置有一个阀门；
所述稠油储罐和所述稠油泵之间的所述稠油管线上设置有一个阀门；
所述汇合管线上位于所述在线粘度计和后端之间的管线上设置有一个阀门7。
具体地，作为优选，位于所述混合器下游的所述汇合管线上间隔设置有至少一个所述在线粘度计。
具体地，作为优选，所述混合器为静态混合器。
具体地，作为优选，所述流量调节阀为电液联动流量调节阀。
第二方面，本发明实施例提供了一种利用上述的系统对稠油进行在线输送的方法，所述方法包括：
确定稀油和稠油混合时的质量比，根据所述质量比，预设所述稠油和所述稀油混合后形成的混合油品的粘度，确定是否满足安全管输要求，若满足则外输，否则，重新确定所述稀油和所述稠油的质量比直至满足安全管输要求；
根据所述稀油和所述稠油的质量比，分别确定所述稀油和所述稠油的输送流量；
来自稀油储罐的所述稀油通过稀油泵在稀油管线中进行泵送，利用稀油流量计和流量调节阀分别测定和调节所述稀油的实际流量，以满足所述稀油的输送流量；
来自稠油储罐的所述稠油通过稠油泵在稠油管线中进行泵送，同时利用稠油流量计来测定所述稠油的实际流量，以满足所述稠油的输送流量；
满足各自输送流量的所述稀油和所述稠油同时输送进入汇合管线，并在混合器中混合均匀得到混合油品，然后利用在线粘度计测定所述混合油品的实际粘度；
将所述实际粘度与管输限值粘度进行比较，当所述实际粘度小于所述管输限值粘度时，则继续进行所述输送，反之，则重新确定所述稀油和所述稠油的混合质量比，直至混合油品的实际粘度小于所述管输限值粘度。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
利用本发明实施例提供的系统能够实现稠油的在线掺稀，达到有效降粘的目的，从而使掺稀的稠油能够在长输管道中于常温下进行长距离输送。并且，该系统简单，成本较低，操作简便，可控性强，混合油品的粘度稳定、连续，便于规模化推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的稠油在线输送系统的结构示意图。
附图标记分别表示：
1 稀油来油管线，
101 稀油储罐，
102 稀油泵，
103 稀油流量计，
104 流量调节阀，
2 稠油来油管线，
201 稠油储罐，
202 稠油泵，
203 稠油流量计，
3 汇合管线，
4 混合器，
5 在线粘度计，
6 发球筒，
7 阀门。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，本发明实施例提供了一种稠油在线输送系统，如附图1所示，该系统包括：稀油来油管线1、稠油来油管线2、汇合管线3、混合器4和在线粘度计5。其中，稀油来油管线1包括通过稀油管线顺次连通的稀油储罐101、稀油泵102、稀油流量计103和流量调节阀104。稠油来油管线2包括通过稠油管线顺次连通的稠油储罐201、稠油泵202和稠油流量计203。汇合管线3的前端与稀油来油管线1和稠油来油管线2的后端汇合处连通。混合器4设置在汇合管线3的前端；在线粘度计5设置在位于混合器4下游的汇合管线3上。
以下将就该稠油在线输送系统的工作原理给出描述：
根据油品输送经验，首先预先确定稠油和稀油混合质量比，基于前期实验室总结出的速查表，可根据该质量比来初步得出混合油品的粘度，确定是否满足安全管输要求，若满足则外输，否则，重新确定所述稀油和所述稠油的质量比直至满足安全管输要求。根据稀油和稠油的质量比，分别确定稀油和稠油的输送流量，并且按照该输送流量分别进行外输，该输送流量下，若混合油品的实际粘度小于管输限值粘度200mPa·s时，则该粘度下能够对稠油进行长距离输送。上述预先确定的稀油和稠油混合时的质量比，指的是稠油和稀油在该质量比下混合后基本能达到上述的期望粘度，如若有误差，误差也不会很大，所以该质量比可以理解为一种经验取值，根据该质量比可以计算得到稀油和稠油各自的输送流量。
待稀油和稠油各自的输送流量确定后，开始进行稠油和稀油的在线混合，具体过程如下所述：来自稀油储罐101的稀油通过稀油泵102在稀油管线中进行泵送，在泵送过程中，利用稀油流量计103测定稀油的实际流量，利用流量调节阀104调节稀油的实际流量，从而使稀油的实际流量能满足稀油的输送流量即基本达到前述步骤中计算得到的输送流量。与此同时，来自稠油储罐201的稠油通过稠油泵202在稠油管线中进行泵送，在泵送过程中，还可以利用变频装置调节稠油的实际流量，同时利用稠油流量计203来测定稠油的实际流量，以使稠油的实际流量满足稠油的输送流量。然后，满足各自输送流量的稀油和稠油汇合后同时输送进入汇合管线3，并在混合器4中混合均匀得到混合油品，随后利用在线粘度计5测定混合油品的实际粘度。
将混合油品的实际粘度与管输限值粘度(200mPa·s)进行比较，当前者小于后者时，则按照各自的实际流量继续进行输送，反之，则重新确定稀油和稠油的混合质量比，再次进行上述步骤，直至混合油品的实际粘度小于管输限值粘度200mPa·s。
可见，利用本发明实施例提供的系统能够实现稠油的在线掺稀，达到有效降粘的目的，从而使掺稀的稠油能够在长输管道中于常温下进行长距离输送。并且，该系统简单，成本较低，操作简便，可控性强，混合油品的粘度稳定、连续，便于规模化推广应用。
进一步地，如附图1所示，位于混合器4下游的汇合管线3上间隔设置有至少一个在线粘度计5，例如2个在线粘度计5、3个在线粘度计5、4个在线粘度计5、或者更多个在线粘度计5，这样能够保证稠油掺稀得到的混合油品的实际粘度测定更加准确可靠，这样也能避免当其中一个在线粘度计5损坏时，还有其他在线粘度计5正常作业，这样能保证油品的输送稳定连续。为了使混合油品的实际粘度的测定更加均匀可靠，使在线粘度计5同时在汇合管线3的管体中部设置。
进一步地，在稀油泵102和稀油流量计103之间的稀油管线上设置有一个在线粘度计5，以对稀油的实际粘度进行实时测量；同时，在稠油泵202和稠油流量计203之间的稠油管线上设置有一个在线粘度计5，以对稠油的实际粘度。本领域技术人员可以理解的是，根据稀油和稠油各自的粘度，可以计算稀油和稠油混合达到期望粘度时的质量比，这样能有效减少稀油流量调节时的工作量。另外，在本发明实施例中，所采用的稀油的粘度优选在50mPa·s-60mPa·s以内。
作为优选，如附图1所示，流量调节阀104和稀油流量计103均为两个，两个稀油流量计103串联设置，两个流量调节阀104并联设置，正常输送时，一个流量调节阀正常作业，而另外一个作为备用，两台稀油流量计103可以相互比对，确定流量测量的准确性。当其中一个流量调节阀104或者稀油流量计103损坏时，另一个流流量调节阀104和稀油流量计103还可以正常作业，这样能保证稀油输送的稳定连续。
进一步地，该系统还包括发球6，发球筒6通过管线与汇合管线3的后端并联连接；位于发球6上游和下游的管线上，以及与发球筒6并联的汇合管线3的后端均设置有一个阀门7。在阀门7的控制下，稠油掺稀后的混合油品可以通过汇合管线3直接排至站场。当需要对管线进行发送清管器作业时(清除站外管道内杂质，提高输油效率)，混合油品通过汇合管线3进入发球筒6内后再排至站外。通过如上设置，可以使混合油品稳定地进行输送。
为了进一步地使输送过程可控，在稀油储罐101和稀油泵102之间的稀油管线上设置有一个阀门7；稠油储罐201和稠油泵202之间的稠油管线上设置有一个阀门7；汇合管线3上位于在线粘度计5和后端之间的管线上设置有一个阀门7。
在本发明实施例中，稀油泵102和抽油泵202均为本领域常见的泵，例如离心泵、变频泵其可以手动控制转速，进而控制流量等；稀油流量计103和稠油流量计203可以为同种类型的在线流量计，作为优选它们均选用超声波流量计例如德国西门子超声波流量计，以准确可靠地实时测定流量。在线粘度计5为本领域所常见的，例如Brookfield TT-100在线粘度计，安东帕L-vis 510在线粘度计等。稀油管线和输油管线均为本领域常用的输油用钢制管线，例如其管径可以为700mm。
混合器4优选设置两个，并且两个混合器4并联设置，这样设置，两个混合器4均可以同时工作以提高混合效率，或者仅有一个混合器4工作，而另一个混合器4备用，以确保油输过程的连续稳定。混合器4优选为静态混合器，例如SX型静态混合器，从而提高稠油和稀油的混合效果，并且其结构紧凑、能耗小、操作弹性大。在本发明实施例中，流量调节阀104优选采用电液联动流量调节阀其又称电液联动调节阀，对于其结构，本领域技术人员可以参考蔡丽君在油气储运第20卷第2期中提供的“库鄯输油管道电液联动调节阀的技术改造”，本发明实施例在此不作具体限定。并且，本领域技术人员可以通过购买市售产品来得到，例如美国CCI公司生产并销售的调节阀，以及美国REXA公司生产并销售的电液联动执行机构，该电液联动执行机构与调节阀配套使用，来调节稀油的流量。
第二方面，基于上述的在线输送系统，本发明实施例提供了一种利用上述系统对稠油进行在线输送的方法，该方法包括以下步骤：
确定稀油和稠油混合时的质量比，根据所述质量比，预设稠油和稀油混合后形成的混合油品的粘度(具体是根据前期实验室总结出的速查表初步得出混合油品的粘度)，确定该混合油品的粘度是否满足安全管输要求，若满足则外输，否则，重新确定稀油和稠油的质量比直至满足安全管输要求。
根据满足安全管输要求所确定的稀油和所述稠油的质量比，分别确定稀油和稠油的输送流量。
来自稀油储罐101的稀油通过稀油泵102在稀油管线中进行泵送，分别利用稀油流量计103和流量调节阀104测定和调节稀油的实际流量，以满足稀油的输送流量。
来自稠油储罐201的稠油通过稠油泵202在稠油管线中进行泵送，同时利用稠油流量计203来测定稠油的实际流量，以满足稠油的输送流量。
满足各自输送流量的稀油和稠油同时输送进入汇合管线3，并在混合器4中混合均匀得到混合油品，然后利用在线粘度计5测定混合油品的实际粘度。
将实际粘度与管输限值粘度200mPa·s进行比较，当前者小于后者时，则继续进行输送，反之，则重新确定稀油和稠油的混合质量比，直至混合油品的实际粘度小于管输限值粘度200mPa·s。
上述方法操作简单，稠油掺混过程快速高效，可靠性和稳定性强。基于本发明实施例提供的系统，利用上述方法进行稠油掺稀后，混合油品的粘度能小于200mPa·s，甚至达到150mPa·s以下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种稠油在线输送系统，其特征在于，所述系统包括：稀油来油管线(1)，所述稀油来油管线(1)包括通过稀油管线顺次连通的稀油储罐(101)、稀油泵(102)、稀油流量计(103)和流量调节阀(104)；
稠油来油管线(2)，所述稠油来油管线(2)包括通过稠油管线顺次连通的稠油储罐(201)、稠油泵(202)和稠油流量计(203)；
汇合管线(3)，所述汇合管线(3)的前端与所述稀油来油管线(1)和所述稠油来油管线(2)的后端汇合处连通；
混合器(4)，设置在所述汇合管线(3)的前端；
在线粘度计(5)，设置在位于所述混合器(4)下游的所述汇合管线(3)上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述稀油泵(102)和所述稀油流量计(103)之间的所述稀油管线上设置有一个在线粘度计(5)。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述稠油泵(202)和所述稠油流量计(203)之间的所述稠油管线上设置有一个在线粘度计(5)。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量调节阀(104)和所述稀油流量计(103)均为两个，两个所述稀油流量计(103)串联设置，两个所述流量调节阀(104)并联设置。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括发球筒(6)，所述发球筒(6)通过管线与所述汇合管线(3)的后端并联连接；
位于所述发球筒(6)上游和下游的所述管线上，以及与所述发球筒(6)并联的所述汇合管线(3)的后端均设置有一个阀门(7)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述稀油储罐(101)和所述稀油泵(102)之间的所述稀油管线上设置有一个阀门(7)；
所述稠油储罐(201)和所述稠油泵(202)之间的所述稠油管线上设置有一个阀门(7)；
所述汇合管线(3)上位于所述在线粘度计(5)和后端之间的管线上设置有一个阀门(7)。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，位于所述混合器(4)下游的所述汇合管线(3)上间隔设置有至少一个所述在线粘度计(5)。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合器(4)为静态混合器。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量调节阀(104)为电液联动流量调节阀。
10.利用权利要求1-9任一项所述的系统对稠油进行在线输送的方法，所述方法包括：
确定稀油和稠油混合时的质量比，根据所述质量比，预设所述稠油和所述稀油混合后形成的混合油品的粘度，确定是否满足安全管输要求，若满足则外输，否则，重新确定所述稀油和所述稠油的质量比直至满足安全管输要求；
根据所述稀油和所述稠油的质量比，分别确定所述稀油和所述稠油的输送流量；
来自稀油储罐(101)的所述稀油通过稀油泵(102)在稀油管线中进行泵送，利用稀油流量计(103)和流量调节阀(104)分别测定和调节所述稀油的实际流量，以满足所述稀油的输送流量；
来自稠油储罐(201)的所述稠油通过稠油泵(202)在稠油管线中进行泵送，同时利用稠油流量计(203)来测定所述稠油的实际流量，以满足所述稠油的输送流量；
满足各自输送流量的所述稀油和所述稠油同时输送进入汇合管线(3)，并在混合器(4)中混合均匀得到混合油品，然后利用在线粘度计(5)测定所述混合油品的实际粘度；
将所述实际粘度与管输限值粘度进行比较，当所述实际粘度小于所述管输限值粘度时，则继续进行所述输送，反之，则重新确定所述稀油和所述稠油的混合质量比，直至混合油品的实际粘度小于所述管输限值粘度。
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