CN110749529B - 原油固相沉积规律测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种原油固相沉积规律测试装置，包括：具有相对的第一端和第二端的主体，第一端和第二端将主体封闭，第一端和第二端中的其中一端固定，另一端能移动以改变主体内的压力；主体内部用于容纳待测原油；套设在主体外的控温部，用于使主体内保持预定温度；设于所述主体上的观测部，用于观测待测原油中的固相颗粒；观测部包括入射光纤和光信号接收器；控制分析部，其与主体内部相连，用于获取待测原油的温度与压力，其与光信号接收器电连接，用于获取光信号接收器接收的光信号。该测试装置能够研究高温高压情况下原油举升过程中固相的沉积规律，且测试结果准确。

Description

原油固相沉积规律测试装置

技术领域

本申请涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种原油固相沉积规律测试装置。

背景技术

原油在井筒内举升的过程中，由于温度、压力变化，溶解气不断析出，原油稳定性被破坏，导致原油中沥青质等固相沉积。固相大量沉积将会堵塞井筒，该现象在高温、高压、高气油比井下尤为突出。井筒堵塞不仅影响原油高效生产，同时增加了原油开采成本。因此研究原油举升过程中固相的沉积规律，分析原油组分、温度、压力、气油比等因素对固相沉积的影响，能够帮助预测井筒堵塞位置、评估油井堵塞风险程度，从而方便提前制定井筒堵塞预治方案，提高油井开采效率。

对于固相沉积规律的测试方法众多，常见的有透光率法、黏度法、分光光度法、电导率法等。但是上述方法对油品条件要求较高，实验中受外界干扰较大，同时测试结果误差较大。不同原油的性质不同，用于测试固相沉积规律的模型无法通用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本申请的目的是提供一种原油固相沉积规律测试装置，能够研究高温高压情况下原油举升过程中固相的沉积规律，在屏蔽外界干扰的情况下分析原油组分、温度、压力等因素对固相沉积的影响，且测试结果准确。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种原油固相沉积规律测试装置，包括：

具有相对的第一端和第二端的主体，所述主体的第一端和第二端将所述主体封闭，所述第一端和第二端中的其中一端固定，另一端能移动以改变所述主体内的压力；所述主体内部用于容纳待测原油；

套设在所述主体外的控温部，所述控温部用于使所述主体内保持预定温度；

设于所述主体上的观测部，用于观测所述待测原油中的固相颗粒；所述观测部包括入射光纤和光信号接收器；所述入射光纤用于发射光线，所述光信号接收器用于接收所述光线进入待测原油后产生的光信号；

控制分析部，其与所述主体内部电连接，用于获取所述待测原油的温度与压力，其与所述光信号接收器电连接，用于获取所述光信号接收器接收的光信号。

作为一种优选的实施方式，所述主体的第一端固定，所述第二端能移动以改变所述主体内的压力；所述主体在靠近所述第一端的侧面设有观测窗，所述入射光纤与所述观测窗相对设置；

所述控温部包括相连的油浴循环套管和油浴控温器，所述油浴循环套管套设在所述主体外，所述油浴控温器与所述控制分析部电连接，所述油浴控温器内填充硅油，所述硅油能在所述油浴循环套管内流动，与所述主体传热。

作为一种优选的实施方式，所述主体的第二端设有可移动的活塞，所述活塞将所述主体的第二端封闭；所述活塞与驱动机构相连，所述驱动机构用于控制所述活塞移动以使所述主体内保持预定压力；所述驱动机构与所述控制分析部电连接。

作为一种优选的实施方式，所述主体在靠近所述第一端设有入口，所述入口与进样管线的一端相连，所述进样管线的另一端连有三通阀；所述三通阀分别与进液管线、进气管线、所述进样管线相连，所述三通阀用于控制气体和液体注入所述主体内；

所述主体内设有转子，在所述主体外与所述第二端相对的位置设有磁力搅拌器，通过所述磁力搅拌器控制所述转子旋转，搅拌所述主体内的待测原油；所述主体外壁连接有翻转控制器，所述翻转控制器能控制所述主体旋转。

作为一种优选的实施方式，所述入射光纤与步进电机相连，所述步进电机控制所述入射光纤在与所述观测窗保持预定距离的平面内移动。

作为一种优选的实施方式，所述主体侧壁设有出口，所述出口与出样管线的一端相连，所述出样管线上设有第一阀门；所述出样管线的另一端连有第一卸油管线，所述第一卸油管线上设有第二阀门、显微镜、第一背压阀；所述第一背压阀设于所述第一卸油管线的末端；

所述显微镜设于所述第二阀门下游、所述第一背压阀上游；所述显微镜用于观测固相颗粒的大小和形态；所述显微镜还包括第一强光源和载玻片，所述载玻片的厚度小于所述观测窗的厚度。

作为一种优选的实施方式，所述出样管线的另一端还连有第二卸油管线，所述第二卸油管线上设有第三阀门、黏度测试仪、第二背压阀；所述第二背压阀设于所述第二卸油管线的末端；

所述黏度测试仪设于所述第三阀门下游、所述第二背压阀上游；所述黏度测试仪包括毛细黏度计和压差传感器，所述压差传感器两端分别连接在所述毛细黏度计的两端；所述压差传感器与所述控制分析部电连接。

作为一种优选的实施方式，所述出样管线的另一端还连有第三卸油管线，所述第三卸油管线上设有第三背压阀、第四阀门、保压取样部；所述第四阀门设于所述第三背压阀的下游；所述保压取样部设于所述第三背压阀的下游和所述第四阀门的上游；所述保压取样部包括第五阀门和位于所述第五阀门下游的取样管。

作为一种优选的实施方式，所述主体的入口连有第一温度传感器和第一压力传感器，所述第一压力传感器上游设有第一测压引压管；所述进样管线上设有第六阀门；

所述第一卸油管线在所述第二阀门和所述显微镜之间设有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第二压力传感器上游设有第二测压引压管；

所述第二卸油管线在所述第三阀门和所述毛细黏度计之间设有第三温度传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器与所述控制分析部电连接。

作为一种优选的实施方式，所述观测部还包括摄影机；所述摄影机与所述观测窗相对设置，所述摄影机与所述控制分析部电连接，所述控制分析部能获取所述摄影机拍摄的图像。

有益效果：

本申请实施方式所提供的原油固相沉积规律测试装置，通过设置主体和控温部，能够模拟高温高压情况下原油的举升过程，通过设置观测部和控制分析部，能够研究原油固相沉积规律，并且在屏蔽外界干扰的情况下分析原油组分、温度、压力等因素对固相沉积的影响，且测试结果准确。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式提供的一种原油固相沉积规律测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施方式提供的一种主体的截面示意图；

图3为本申请实施方式提供的一种入射光纤和光信号接收器的位置关系示意图；

图4为本申请实施方式提供的一种设有第二强光源的主体的侧面示意图。

附图标记说明：

1、主体；2、观测窗；3、转子；4、磁力搅拌器；5、活塞；6、入射光纤；7、光信号接收器；8、摄影机；9、气体流量计；10、高压恒速恒压泵；11、翻转器；12、翻转控制器；13、翻转横杆；14、步进电机；15、第二强光源；16、毛细黏度计；17、取样管；18、显微镜；19、第一强光源；20、第一测压引压管；21、油浴循环套管；22、油浴控温器；23、调压泵；24、支撑板；25、第二测压引压管；26、载玻片；

L1、进样管线；L2、进液管线；L3、进气管线；L4、出样管线；L5、第一卸油管线；L6、第二卸油管线；L7、第三卸油管线；

TWV、三通阀；V1、第一阀门；V2、第二阀门；V3、第三阀门；V4、第四阀门；V5、第五阀门；V6、第六阀门；V7、第七阀门；BPV1、第一背压阀；BPV2、第二背压阀；BPV3、第三背压阀；

T1、第一温度传感器；T2、第二温度传感器；T3、第三温度传感器；P1、第一压力传感器；P2、第二压力传感器；△P、压差传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了便于说明，将读者面对图1时，图1中向上的方向定义为“上”，向下的方向定义为“下”。

请参阅图1。本申请实施方式中提供一种原油固相沉积规律测试装置，该装置包括主体1、控温部、观测部和控制分析部。

其中，所述主体1具有相对的第一端和第二端。所述主体1的第一端和第二端将所述主体1封闭，使所述主体1内部容纳待测原油。所述第一端和第二端中的其中一端固定，另一端能移动以改变所述主体1内的压力，使本测试装置能够模拟高压环境下原油举升过程中固相的沉积规律，并且能够测试压力改变对原油固相沉积的影响。在一种实施方式中，所述主体1可以是PVT(pressure、volume、temperature的首字母缩写)主机，可用于测试原油各种物性，例如压力、体积、温度等。当然，主体1也可以是其他设备，例如两端封闭的筒体等，本申请在此不做限制。

所述控温部套设在所述主体1外。所述控温部用于使所述主体1内保持预定温度，使本测试装置能够模拟高温环境下原油举升过程中固相的沉积规律，并且能够测试温度改变对原油固相沉积的影响。

所述观测部于所述主体上，用于观测所述待测原油中的固相颗粒，从而探究原油举升过程中固相的沉积规律。具体的，所述观测部设于所述主体1外未设有所述控温部的部分。所述观测部可以包括入射光纤6和光信号接收器7。入射光纤6能向主体1内的待测原油发射光线，所述光信号接收器7用于接收所述光线进入待测原油后产生的光信号。根据光信号接收器7接收到光信号的情况，可以判断待测原油中有无固相颗粒析出。优选的，所述入射光纤6和光信号接收器7设于所述主体1外的同一侧，以减小测试装置体积。若待测原油中有固相颗粒析出，则光线照到固相颗粒上发生散射，散射后的光线能被光信号接收器7接收；若待测原油中没有固相颗粒析出，则光线不发生散射，光信号接收器7也不会接收到光信号。

所述控制分析部与所述主体1内部电连接，用于获取所述待测原油的温度与压力。所述控制分析部与所述光信号接收器7电连接，用于获取所述光信号接收器7接收的光信号。该控制分析部可以是计算机。当然该控制分析部不限于为计算机，还可以是其他的设备，例如平板电脑等，对此本申请不作限定。

本申请实施方式提供的原油固相沉积规律测试装置，通过设置主体1和控温部，能够模拟高温高压情况下原油的举升过程，通过设置观测部和控制分析部，能够研究原油固相沉积规律，并且在屏蔽外界干扰的情况下分析原油组分、温度、压力等因素对固相沉积的影响，且测试结果准确。

在本申请实施方式中，所述主体1的第一端固定，所述第二端能移动以改变所述主体1内的压力。具体的，所述主体1的第二端可以设有可移动的活塞5，所述活塞5将所述主体1的第二端封闭。如图1所示，主体1上方为其第一端，主体1下方为其第二端。当第二端的活塞5向上移动时，主体1内部体积减小，主体1内的原油压力增大；当活塞5向下移动时，主体1内部体积增大，主体1内的原油压力减小。

优选的，所述活塞5可以与驱动机构相连。利用所述驱动机构为活塞5的移动提供动力，便于控制所述活塞5移动以使所述主体1内保持预定压力。同时，为后续主体1内的原油进入出样管线L4提供动力。所述驱动机构与所述活塞5相连的线路上设有第七阀门V7进行保压。所述驱动机构与所述控制分析部电连接，通过控制分析部来控制驱动机构的打开、关闭。

作为一种优选的实施方式，所述驱动机构可以是高压恒速恒压泵10，该泵具有高精度流量控制，能更精密地驱动活塞5移动，同时能精确计量主体1内待测原油流量的变化。该高压恒速恒压泵10以水为压缩介质，配有控温、保温功能，其主泵传动通过电机、蜗轮蜗杆、传动丝杆带动活塞5杆运动，电机采用直流伺服力矩电机及伺服系统，可恒力矩调速运动，传动丝杆为滚动式双丝杆，精度高，传动灵活，操作方便。通过控制主泵下面的电机转速可以计算流量。当然该驱动机构不限于为高压恒速恒压泵10，还可以是其他的设备，例如电机等，对此本申请不作限定。

在本申请实施方式中，所述主体1内可以设有转子3，通过转子3的旋转搅拌所述主体1内的待测原油，使待测原油温度、压力等均匀分布。转子3可以设置在主体1内的底部位置，即第二端。在所述主体1外与所述第二端相对的位置可以设置磁力搅拌器4，通过所述磁力搅拌器4控制所述转子3旋转。

此外，为了进一步使主体1内的待测原油混合均匀，所述主体1外壁可以连接有翻转控制器12。所述翻转控制器12能控制所述主体1旋转。具体的，如图1所示，所述翻转控制器12通过翻转横杆13连接在主体1中部，即第一端和第二端中间的位置。翻转横杆13一端固定在翻转控制器12上，另一端通过翻转器11与主体1中部可转动地连接。该翻转控制器12可以和所述控制分析部电连接，通过控制分析部来控制翻转控制器12的打开、关闭以及转速等。该翻转控制器12和磁力搅拌器4可以固定设置于同一块支撑板24上，以使结构更紧凑。所述翻转控制器12可以控制该主体1进行180°翻转。

在本申请实施方式中，所述控温部包括相连的油浴循环套管21和油浴控温器22。所述油浴循环套管21套设在所述主体1外，将主体1的第二端包裹住，使主体1的第一端裸露。本申请对该油浴循环套管21的长度不做限制，将其套在所述主体1外时，使主体1预留出设置观测部的位置即可。当然，油浴循环套管21将主体1包裹得越多，其保温及升温效果越好。所述油浴控温器22内填充硅油，所述硅油能在所述油浴循环套管21内流动，与所述主体1传热，从而使主体1内的待测原油保持预定温度，从而模拟不同井深下原油的温度。所述油浴控温器22与所述控制分析部电连接，通过控制分析部来控制油浴控温器22内部的硅油的温度。

优选的，所述控温部和调压泵23相连。该调压泵23可以设置在油浴循环套管21和油浴控温器22所形成的回路的任意位置，用于为硅油的循环流动提供动力。

在本申请实施方式中，所述主体1在靠近所述第一端的侧面设有观测窗2。所述观测部的入射光纤6与该观测窗2相对设置，可以通过该观测窗2向主体1内的待测原油发射光线。所述观测窗2可以由透明材料制成，使透明窗具有可视效果。优选的，该观测窗2可由蓝宝石玻璃制成。

具体的，所述入射光纤6与光信号接收器7相邻设置，成一体结构，可以进一步减小测试装置体积。优选的，入射光纤6垂直于观测窗2设置。如图3所示，所述入射光纤6与所述光信号接收器7集成在一条光纤上。该光纤的内环用于发射光信号，外环用于接收光信号。

该入射光纤6可以与步进电机14相连。所述步进电机14控制所述入射光纤6在与所述观测窗2保持预定距离的平面内移动，以获得更大的观测范围，使最后得到的结果更准确。如图1所示，步进电机14可以控制入射光纤6在观测窗2所在范围内周期性上下往复移动。可视观测窗2可以设有刻度，便于入射光纤6上下移动时记录相应位置数据。

在本申请实施方式中，所述观测部的入射光纤6可以发射近红外光。该入射光纤6和光信号接收器7可以是近红外光谱仪中的一部分。近红外光可实现周期性扫描测试，所述近红外光谱仪测试可以在暗箱中进行，避免环境光等外界光源的影响。通过近红外光可以进行高温高压井固相沉积规律测试，模拟原油举升过程中因温度、压力变化导致原油稳定性被破坏，固相析出，原油体系浊度增加，导致近红外光谱图信号整体增强。通过近红外光谱图初始变化点、变化面积，可进行固相初始析出点、固相沉积量的研究。

所述观测部还可以包括摄影机8，该摄影机8作为固相析出检查的辅助工具，可以进行摄影及录像。摄影机8端面可以设有第二强光源15，为拍摄时提供光源。如图4所示，该第二强光源15分两列嵌在蓝宝石观测窗2两侧。当进行近红外光分析时为了避免光源信号干扰，需要将第二强光源15关闭。同理，运用所述摄影机8观测时，需要将入射光纤6与光信号接收器7关闭。

所述摄影机8优选为高倍摄影机。所述摄影机8与所述观测窗2相对设置，通过观测窗2拍摄主体1内待测原油的图像。优选的，该摄影机8垂直于所述观测窗2设置。所述摄影机8与所述控制分析部电连接，所述控制分析部能获取所述摄影机8拍摄的图像。如图2所示，所述主体1靠近第一端的两侧各设有一个观测窗2。两个分别观测窗2设于主体1靠近第一端的两侧，所述近红外光谱仪和所述摄影机8可以分别与各侧的观测窗2垂直相对设置。当然，也可以将主体1设有观测窗2的这部分环形壁面均设为观测窗2，即观测窗2为一整块环形圆柱状。

在本申请实施方式中，所述主体1在靠近所述第一端设有入口。所述入口与进样管线L1的一端相连，所述进样管线L1的另一端连有三通阀TWV。所述三通阀TWV分别与进液管线L2、进气管线L3、所述进样管线L1相连。所述三通阀TWV用于控制气体和液体注入所述主体1内，可以切换控制液体、气体进样。具体的，气体通过进气管线L3、三通阀TWV进入进样管线L1，液体通过进液管线L2、三通阀TWV进入进样管线L1，气体和液体再通过进样管线L1从入口进入主体1内部。其中，进气管线L3上可以设置气体流量计9，用于精确计算进入主体1内的气体流量。进液管线L2上可以设置液体流量计，用于精确计算进入主体1内的液体流量。如此可以根据需要控制待测原油中液体、气体的量，观察不同原油的固相沉积规律。

此外，所述主体1的入口可以连有第一温度传感器T1和第一压力传感器P1，以实时获取主体1内部待测原油的温度和压力。所述入射光纤6和光信号接收器7结合第一温度传感器T1和第一压力传感器P1，可以测得待测原油内固相开始析出的温度、压力，同时能分析温度压力对固相析出量、析出速率的影响。所述第一压力传感器P1上游以及第一温度传感器T1下游设有第一测压引压管20，以防止高压实验中对第一压力传感器P1的破坏，使压力测试顺利进行。第一测压引压管20内预充硅油，以防止高黏度原油样品介质进入第一测压引压管20而引起堵塞。所述进样管线L1上设有第六阀门V6，以控制进样管线L1的开闭。

具体的，所述主体1侧壁设有出口。该出口可以位于主体1中部偏上的位置，本申请实施方式对此不做限定。所述出口与出样管线L4的一端相连，所述出样管线L4上设有第一阀门V1，以控制出样管线L4的开闭，并保护该管线上的部件。所述出样管线L4的另一端连有第一卸油管线L5，所述第一卸油管线L5上设有第二阀门V2、显微镜18、第一背压阀BPV1。

其中，所述第二阀门V2用于控制第一卸油管线L5的开闭，并保护该管线上的显微镜18。所述第一背压阀BPV1设于所述第一卸油管线L5的末端，能防止液体回流，减少第一卸油管线L5内死体积，并使第一卸油管线L5内保持恒定压力，同时测试结束后可由所述第一背压阀BPV1进行卸油放压。所述显微镜18设于所述第二阀门V2下游、所述第一背压阀BPV1上游。

所述显微镜18用于观测固相颗粒的大小和形态，便于后续对粒径进行分析。所述显微镜18优选为高倍显微镜。所述显微镜18还包括第一强光源19和载玻片26，所述载玻片26可由蓝宝石玻璃制成。所述载玻片26的厚度需要小于所述观测窗2的厚度，否则显微镜18无法聚焦成像。所述第一强光源19为显微镜18提供照明。第一强光源19和显微镜18的观察口位于载玻片26的不同侧。如图1所示，载玻片26上端正对显微镜18的观察口，载玻片26下端正对第一强光源19。所述显微镜18可以与所述控制分析部电连接，所述控制分析部能获取所述显微镜18观测的图像。

所述第一卸油管线L5在所述第二阀门V2和所述显微镜18之间还可以设有第二温度传感器T2和第二压力传感器P2，所述第二压力传感器P2上游设有第二测压引压管25，以获取第一卸油管线L5上原油的温度和压力。第二测压引压管25可以防止高压实验中对第二压力传感器P2的破坏，使压力测试顺利进行。第二测压引压管25内预充硅油，以防止高黏度原油样品介质进入第二测压引压管25而引起堵塞。

更进一步地，所述出样管线L4的另一端还连有第二卸油管线L6。所述第二卸油管线L6上设有第三阀门V3、黏度测试仪、第二背压阀BPV2。

其中，所述第三阀门V3用于控制第二卸油管线L6的开闭，并保护该管线上的粘度测试仪。所述第二背压阀BPV2设于所述第二卸油管线L6的末端，能防止液体回流，减少第二卸油管线L6内死体积，并使第二卸油管线L6内保持恒定压力，同时测试结束后可由所述第二背压阀BPV2进行卸油放压。所述黏度测试仪设于所述第三阀门V3下游、所述第二背压阀BPV2上游。所述黏度测试仪包括毛细黏度计16和压差传感器△P。

所述压差传感器△P两端分别连接在所述毛细黏度计16的两端，以测试所述毛细黏度计16内的压差。该毛细黏度计16可以用于研究待测原油的黏度变化规律。所述毛细黏度计16包括不同大小的变径管道。变径管道内径由大向小渐变，可以用于研究变径过程对固相析出的影响。所述毛细黏度计16具有多种不同规格，可以根据测试流体50℃时的黏度选取毛细黏度计16的规格。

所述第二卸油管线L6在所述第三阀门V3和所述毛细黏度计16之间可以设有第三温度传感器T3，以获取第二卸油管线L6上原油的温度。

更进一步地，所述出样管线L4的另一端还连有第三卸油管线L7。第一卸油管线L5、第二卸油管线L6、第三卸油管线L7并联在出样管线L4的出口端。所述第三卸油管线L7上设有第三背压阀BPV3、第四阀门V4、保压取样部。

其中，所述第四阀门V4设于所述第三背压阀BPV3的下游，所述保压取样部设于所述第三背压阀BPV3的下游和所述第四阀门V4的上游。所述第三背压阀BPV3能防止液体回流，减少第三卸油管线L7内死体积，并使第三卸油管线L7内保持恒定压力，以保证取样过程中第三卸油管线L7内压力不会突降。第四阀门V4用于保护第三卸油管线L7，同时测试结束后可由所述第三背压阀BPV3、第四阀门V4进行卸油放压。该保压取样部可以包括第五阀门V5和位于所述第五阀门V5下游的取样管17。该第五阀门V5用于控制待测原油能否流入取样管17，并保护该取样管17。通过取样管17可以实时地进行高压取样，以检测待测原油的状态。

上述第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3、第一压力传感器P1、第二压力传感器P2、压差传感器△P分别与所述控制分析部电连接，使控制分析部能获取第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3、第一压力传感器P1、第二压力传感器P2、压差传感器△P测得的数据。且在各个阀门和管线的接口处可以设有密封圈，密封圈能够在高温高压下耐二氧化碳，以防止在有二氧化碳气体注入时造成测试装置的腐蚀。

在一个具体的使用场景中，使用本申请实施方式提供的原油固相沉积规律测试装置时，首先通过进样管线L1注入待测原油。当待测原油注满主体1时，打开第一阀门V1、第二阀门V2、第三阀门V3、第四阀门V4、第一背压阀BPV1、第二背压阀BPV2、第三背压阀BPV3，使油样流入第一卸油管线L5、第二卸油管线L6、第三卸油管线L7。当第三卸油管线L7流出油样时先关闭第四阀门V4，同时观察到第一卸油管线L5、第二卸油管线L6流出油样时，根据油样流出先后依次关闭第一背压阀BPV1、第二背压阀BPV2，排除三条卸油管线内的死体积。再由进气管线L3注入气体，根据气体流量计9计量气体量，注气完毕后关闭第六阀门V6。打开油浴控温器22和调压泵23，设置油浴温度程序升温到预定温度，同时打开第七阀门V7和高压恒速恒压泵10，升压至预定压力。升温升压过程中，打开磁力搅拌器4和翻转控制器12，配制所需要的待测原油。待测原油配制完成后，根据原油开采过程中温度、压力变化梯度，逐级降温、降压，通过第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3第一压力传感器P1、第二压力传感器P2所测数据，进行控温控压。通过观测入射光纤6和光信号接收器7输入、输出光信号的数据变化研究固相沉积规律，通过摄影机8及显微镜18拍照记录固相沉积现象、粒径变化等。

本申请实施方式提供的原油固相沉积规律测试装置具有以下优点：

1、本申请可通过室内试验模拟现场实际油井生产中原油的固相沉积规律，其优异的性能使其可模拟最大温度为200℃、压力为100MPa的原油状态，同时可视压力亦能到达100MPa，能很好地满足高温、高压油井的实验模拟。通过调节温度、压力参数可模拟不同超深井井筒原油举升、地面管线原油集输过程。

2、本申请采用近红外光谱分析方法，其灵敏度高，测试数值准确度高，对固相沉积颗粒大小具有较高响应范围，通过浊度法的原理进行检测，当固相开始析出时(称为原油浊点)，细小颗粒对红外光有散射，散射回来的红外光信号能被接收识别，当固相没有析出时，近红外光不发生散射。解决了部分油样颜色较黑使摄影机8及显微镜18无法进行观察的问题。

3、本申请通过光信号测试、摄影机8和显微镜18观察及数据分析处理，进而可以预测井筒内固相堵塞位置，建立适应的分析模型，制定固相堵塞防治措施，进而提高原油采收率，保证油田高效开采。

4、本申请采用物理模型与数据模拟相结合的方式，控制分析部具有数据测量采集功能以及分析功能，可对因不同因素导致的原油固相沉积影响程度进行分析，通过记录固相沉积颗粒变化规律、固相沉积过程分析完善固相沉积规律研究；同时，可以检测研究不同生产条件对原油举升过程中固相的初始析出/沉积条件、析出/沉积量、析出/沉积速率的影响，具有广泛的工程应用价值和学术价值。

5、本申请提供的测试装置还可进行降温降压操作，以研究低温环境下水合物的形成规律。水合物的形成过程会产生较多细小晶体(晶核)，最终逐渐累积堵塞井筒，该过程会引起近红外光散射信号增强，其原理为浊度原理。因此，通过控温控压机构调节温度、压力参数模拟水合物形成条件，对于水合物形成机理研究具有重要意义。

6、本申请可根据油井实际生产状况模拟地面析蜡/蜡堵状况，本申请的可视功能将地下井筒与地面生产管线合理结合，不仅可以完成高温高压原油固相沉积规律研究，同时还可以调节试验条件，进行井筒解堵、沥青质抑制沉积、清蜡、蜡抑制析出、药剂气泡性能、消泡性能、不同注气条件时的井筒生产情况、井筒生产中黏度变化、地面管线固相沉积模拟等多种测试，扩展空间较大，在石油、化工与其它相关领域中均可应用。

本申请说明书中所述固相，可以包括沥青质、蜡质等物质。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (9)

1.一种原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，包括：

具有相对的第一端和第二端的主体，所述主体的第一端和第二端将所述主体封闭，所述第一端和第二端中的其中一端固定，另一端能移动以改变所述主体内的压力；所述主体内部用于容纳待测原油；所述主体在靠近所述第一端的侧面设有观测窗；

套设在所述主体外的控温部，所述控温部用于使所述主体内保持预定温度；

设于所述主体上的观测部，用于观测所述待测原油中的固相颗粒；所述观测部包括入射光纤和光信号接收器；所述入射光纤用于发射光线，所述光信号接收器用于接收所述光线进入待测原油后产生的光信号；所述入射光纤和光信号接收器设于所述主体外的同一侧，且所述入射光纤和光信号接收器集成在同一条光纤上；该集成有所述入射光纤和光信号接收器的光纤 ，内环用于发射近红外光，外环用于接收所述待测原油中析出的沥青质散射后的光信号；所述入射光纤与步进电机相连，所述步进电机控制所述入射光纤在与所述观测窗 保持预定距离的平面内移动；

所述主体侧壁设有出口，所述出口与出样管线的一端相连，所述出样管线上设有第一阀门；所述出样管线的另一端连有第一卸油管线，所述第一卸油管线上设有第二阀门、显微镜、第一背压阀；所述第一背压阀设于所述第一卸油管线的末端；

所述出样管线的另一端还连有第二卸油管线，所述第二卸油管线上设有第三阀门、黏度测试仪、第二背压阀；所述第二背压阀设于所述第二卸油管线的末端；所述黏度测试仪设于所述第三阀门下游、所述第二背压阀上游；所述黏度测试仪包括不同大小的变径管道，所述变径管道内径由大向小渐变；

控制分析部，其与所述主体内部电连接，用于获取所述待测原油的温度与压力，其与所述光信号接收器电连接，用于获取所述光信号接收器接收的光信号。

2.根据权利要求1所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述主体的第一端固定，所述第二端能移动以改变所述主体内的压力；所述入射光纤与所述观测窗相对设置；

所述控温部包括相连的油浴循环套管和油浴控温器，所述油浴循环套管套设在所述主体外，所述油浴控温器与所述控制分析部电连接，所述油浴控温器内填充硅油，所述硅油能在所述油浴循环套管内流动，与所述主体传热。

3.根据权利要求2所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述主体的第二端设有可移动的活塞，所述活塞将所述主体的第二端封闭；所述活塞与驱动机构相连，所述驱动机构用于控制所述活塞移动以使所述主体内保持预定压力；所述驱动机构与所述控制分析部电连接。

4.根据权利要求2所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述主体在靠近所述第一端设有入口，所述入口与进样管线的一端相连，所述进样管线的另一端连有三通阀；所述三通阀分别与进液管线、进气管线、所述进样管线相连，所述三通阀用于控制气体和液体注入所述主体内；

所述主体内设有转子，在所述主体外与所述第二端相对的位置设有磁力搅拌器，通过所述磁力搅拌器控制所述转子旋转，搅拌所述主体内的待测原油；所述主体外壁连接有翻转控制器，所述翻转控制器能控制所述主体旋转。

5.根据权利要求4所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述显微镜设于所述第二阀门下游、所述第一背压阀上游；所述显微镜用于观测固相颗粒的大小和形态；所述显微镜还包括第一强光源和载玻片，所述载玻片的厚度小于所述观测窗的厚度。

6.根据权利要求5所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述黏度测试仪包括毛细黏度计和压差传感器，所述压差传感器两端分别连接在所述毛细黏度计的两端；所述压差传感器与所述控制分析部电连接。

7.根据权利要求6所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述出样管线的另一端还连有第三卸油管线，所述第三卸油管线上设有第三背压阀、第四阀门、保压取样部；所述第四阀门设于所述第三背压阀的下游；所述保压取样部设于所述第三背压阀的下游和所述第四阀门的上游；所述保压取样部包括第五阀门和位于所述第五阀门下游的取样管。

8.根据权利要求7所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述主体的入口连有第一温度传感器和第一压力传感器，所述第一压力传感器上游设有第一测压引压管；所述进样管线上设有第六阀门；

所述第一卸油管线在所述第二阀门和所述显微镜之间设有第二温度传感器和第二压力传感器，所述第二压力传感器上游设有第二测压引压管；

所述第二卸油管线在所述第三阀门和所述毛细黏度计之间设有第三温度传感器；

所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器与所述控制分析部电连接。

9.根据权利要求2所述的原油固相沉积规律测试装置，其特征在于，所述观测部还包括摄影机；所述摄影机与所述观测窗相对设置，所述摄影机与所述控制分析部电连接，所述控制分析部能获取所述摄影机拍摄的图像。

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