CN111521216A

CN111521216A - 一种便携式pvt测试装置

Info

Publication number: CN111521216A
Application number: CN202010286150.9A
Authority: CN
Inventors: 周翔; 蒋琪; 于春生; 胡鹏; 黄思源; 刘佳丽
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2020-08-11

Abstract

本发明公开了一种便携式PVT测试装置，包括预留有观察窗的反应釜主体，所述反应釜主体内固定安装反应釜内筒，反应釜内筒内密封设置活塞，反应釜内筒的一端通过第一管道连接一压力追踪泵，压力追踪泵用于往所述反应釜内筒的一个密闭空间注入或回抽工作液，第一管道上安装工作液阀门，所述反应釜内筒的另一端连接测试流体输入端以及放空端，所述测试流体输入端用于所述反应釜内筒的另一个密闭空间注入测试液，放空端上安装有安全阀，还包括压力传感器、温度传感器、搅拌系统、数据采集系统，当注入流体从设备底部注入PVT腔时，在搅拌子的搅动下，使得流体充分混合均匀。同时，压力跟踪泵通过向PVT腔上部注入或吸出工作液实现对PVT腔的加压、减压过程。

Description

一种便携式PVT测试装置

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，尤其涉及一种便携式PVT测试装置。

背景技术

在石油工业中，原油以及原油与注入气体的PVT(压力、体积、温度)属性是影响油田开发方案设计，实验室实验设计的关键参数。为了能够得到精确的参数，以供后续研究，PVT设备是研究中必不可少的实验器材。目前，大型的PVT实验设备在采购中投资很高，并且在使用过程中比较笨重，不方便操作，同时不利于移动位置。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种便携式PVT测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种便携式PVT测试装置，包括预留有观察窗的反应釜主体，所述反应釜主体内固定安装反应釜内筒，所述反应釜内筒内密封设置活塞用于将所述反应釜内筒分为上下两个密闭空间，所述反应釜内筒的一端通过第一管道连接一压力追踪泵，所述压力追踪泵用于往所述反应釜内筒的一个密闭空间注入或回抽工作液，所述第一管道上安装工作液阀门，所述反应釜内筒的另一端连接测试流体输入端以及放空端，所述测试流体输入端用于所述反应釜内筒的另一个密闭空间注入测试液，所述放空端上安装有安全阀，还包括用于监测所述活塞两端的液体的压力传感器、用于监测所述活塞两端的液体的温度的温度传感器、搅拌系统、数据采集系统，所述搅拌系统包括搅拌器及安装在所述搅拌器上的旋转转子，所述旋转转子设置在所述反应釜内筒内底部，所述搅拌器安装在所述反应釜主体外侧底部，所述数据采集系统包括信号转换器、计算机。对应观察窗安装在所述反应釜主体外侧的高倍摄像机，所述信号转换器与所述计算机信号连接，所述温度传感器、压力传感器、高倍摄像机压力追踪泵均与所述信号转换器信号连接，用于分别通过信号转换器和计算机建立信号连接，所述计算机用于接收信号并对所述压力追踪泵进行控制；所述反应釜主体可360°旋转地安装在支架上。

作为优选的技术方案，还包括降温系统，所述降温系统包括设置在所述反应釜内侧的水冷却腔，通过往水冷却腔提供循坏冷却水以达到所述反应釜内部的降温。

作为优选的技术方案，所述反应釜侧壁上设置有一层加热保温层。

作为优选的技术方案，还包括调节平衡系统，所述调节平衡系统包括水平以及平面方向两个水准仪以及支架底部的多个调节平衡器。

作为优选的技术方案，所述反应釜内部安装有冷光光源。

作为优选的技术方案，所述活塞通过多组活塞密封圈密封安装在所述反应釜内筒内。

作为优选的技术方案，所述旋转转子四周安装防碰垫。

作为优选的技术方案，所述反应釜内筒外侧安装一标尺。

作为优选的技术方案，还包括安全系统，所述安装系统包括设计有超温、超压报警系统。

作为优选的技术方案，所述反应釜内筒通过固定螺栓安装在所述反应釜主体内。

有益效果在于：

本发明将耐高温、高压玻璃管密封在反应釜主体中(长方体形状，横截面为正方形)，绝大部分玻璃管均被反应釜主体包裹，确保承受高压。预留观察窗，并在后观察窗处安置冷光光源，用于将PVT腔中流体体积变化反映至高清摄像头中。通过观察窗可以观察到流体的混合情况以及流体属性的变化。同时在加热的情况下，能够测试不同温度下流体的相关属性。PVT设备安装在支架上，可以实现360℃旋转，用于测试不同方位条件下，原油属性的影响。该设计可以用来测量原油以及原油-溶解气之间的属性变化。

当注入流体从设备底部注入PVT腔时，在搅拌子的搅动下，使得流体充分混合均匀。同时，压力跟踪泵通过向PVT腔上部注入或吸出工作液实现对PVT腔的加压、减压过程。

因此，本发明采用整体集成化设计，具有价格低廉，便于移动，利于操作，美观大方的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例中的一种便携式PVT测试装置的主视图；

图2为本发明实施例中的一种便携式PVT测试装置的剖视图。

附图标记

图中，1，平面水准仪；2，水平方向水准仪；3，水冷却腔；4，反应釜内筒；5，加热保温层；6，活塞；7，固定螺栓；8，旋转支架；9，搅拌转子；10，防碰垫；11，安全阀；12，放空阀；13，搅拌器；14，调节平衡器；15，测试流体输入端；16，输入控制阀门；17，测试流体压力传感器；18，标尺；19，活塞密封圈；20，信号转换器；21，计算机；22，温度传感器；23，工作液压力传感器；24，工作液阀门；25，压力跟踪泵；26，冷光光源；27，观察槽口；28，高倍摄像机；29，反应釜主体；30，支架。

具体实施方式

下面将对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

本发明实施例中，请参考图1和图2所示的一种便携式PVT测试装置，该装置的主要组成部分如下：

1.反应釜主体29，材料为哈氏合金材料，能够承受相应的设计压力与温度。反应釜主体29具有观察视窗，参考图2所示，观察视窗由多个观察槽口组成。

2.反应釜内筒4，材料为可视、耐高温、耐高压玻璃筒，同时具有极强的耐腐蚀能力。本发明实施例中的反应釜内筒4为高压PVT测试腔。反应釜内筒4通过固定螺栓7安装在所述反应釜主体29内部。反应釜内筒4侧壁外侧设置标尺18。

3.活塞封闭系统，活塞6为高强度胶塞，耐高温，同时由两组活塞密封圈19保证活塞的密封性，能够实现PVT测试腔(玻璃管)中上、下流体的有效隔离。

4.压力传感器，监测、记录活塞两侧(测试流体与提供压力的工作液流体)流体的实时压力。本发明实施例中，压力传感器设置有两个，分别是测试流体压力传感器17和工作液压力传感器23，分别用于对应管道内的液体的压力值，并传输给计算机进行监测和记录。

5.温度传感器22，监测、记录活塞两侧(测试流体与提供压力的工作液流体)流体的实时温度。

6.搅拌系统，采用磁偶合搅拌系统，可在静密封条件下通过磁力驱动反应釜内的搅拌子来搅拌反应釜内的流体，使流体能够充分均匀混合，实现动态测试，同时也保证了密封，搅拌具有无极调速机构，且运转平稳，经久耐用。所述搅拌系统包括搅拌器9及安装在所述搅拌器9上的旋转转子13，所述旋转转子13设置在所述反应釜内筒4内底部，所述搅拌器13安装在所述反应釜主体29外侧底部，

7.加热、保温系统，保温隔热材料采用保温性能好的硅酸铝填充材料，根据温度的设计对厚度进行相应设计，保证良好的保温隔热性能。并采用高精度的数显控制仪(带PID调节)进行控温，控温精度可达±1℃。本发明加热、保温系统主要是通过在反应釜主体29侧壁上设置有一层加热保温层5来实现。加热保温层5内填充保温隔热材。

8.安全系统，装置设计有超温、超压报警系统以及安全阀11，确保实验的安全可靠。超温、超压报警系统主要是通过计算机21设置报警的温度和压力，根据温度传感器22和压力传感器传来的温度和压力值进行判断是否超温、超压，若超温、超压即可通过报警器进行报警。

9.数据采集系统，所述数据采集系统包括信号转换器20、计算机21。对应观察窗安装在所述反应釜主体外侧的高倍摄像机29，所述信号转换器与所述计算机21信号连接，所述温度传感器22、压力传感器、高倍摄像机29、压力追踪泵25均与所述信号转换器20信号连接，用于分别通过信号转换器20和计算机21建立信号连接，所述计算机21用于接收信号并对所述压力追踪泵25进行控制。同时装置设计有高温高压条件下的视窗自平衡机构，可在高温高压条件下在线观察内部反应情况，同时视窗上设计有正反标高标零设别字码，同时可视釜视窗外设计有广角摄像头(高倍摄像机29)，用于测试反应流体的液面。

10.旋转系统，反应釜装在支架30上，可以360°翻转，满足不同方位测试。

11.调节平衡系统，包括水平以及平面方向两个水准仪，参照图1和图2所示的为两个水准仪的安装位置，分别为平面水准仪1，水平方向水准仪2，以及底支架30底部上四个调节平衡器14。

12.降温系统，所述降温系统包括设置在所述反应釜内侧的水冷却腔3，通过往水冷却腔3提供循坏冷却水以达到所述反应釜内部的降温。设计水循环降温系统，以便实验结束后能够使反应釜温度迅速降低至室温，或者实现测试过程中降温的实验操作。

13.数据采集与现实系统，温度、压力、测试液面高度等实时数据传输至计算机，进行实时跟踪。

实际在运行过程中，高压PVT测试腔(反应釜内筒4)为中空的圆柱体。活塞6将该圆柱体一分为二，上部分充填工作液，由压力跟踪泵25控制体积，同时根据泵注入或回抽工作液，实现对测试流体的加压与放压。下部分为注入的测试流体，当设计体积的测试流体注入后，在搅拌器的作用下，得到充分搅拌，使得气液均匀混合。测试流体输入端15，可以连接装有不同测试流体中间容器，通过中间容器将需要测试的流体注入到腔体中。另外，在高压PVT测试腔的底部设置有放空阀12和安全阀11，用于在测试完后清空测试液。压力跟踪泵25和高压PVT测试腔之间管道上安装工作液阀门24。测试流体输入端15上设置输入控制阀门16。

其中，工作液阀门24连接压力跟踪泵25；工作液压力传感器23、高倍摄像机29、测试流体压力传感器17、温度传感器22与计算机连接，将压力、温度、高度等信号转化为电信号传输到计算机21。冷光光源31将高压PVT腔内流体体积变化适时投影在高倍摄像机29中，将流体体积变化记录到计算机。

综上所述，本发明将耐高温、高压玻璃管密封在反应釜主体中(长方体形状，横截面为正方形)，绝大部分玻璃管均被反应釜主体包裹，确保承受高压。预留观察窗，并在后观察窗处安置冷光光源，用于将PVT腔中流体体积变化反映至高清摄像头中。通过观察窗可以观察到流体的混合情况以及流体属性的变化。同时在加热的情况下，能够测试不同温度下流体的相关属性。PVT设备安装在支架上，可以实现360℃旋转，用于测试不同方位条件下，原油属性的影响。该设计可以用来测量原油以及原油-溶解气之间的属性变化。本发明具有价格低廉，便于移动，利于操作，美观大方的优势。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种便携式PVT测试装置，其特征在于，包括预留有观察窗的反应釜主体，所述反应釜主体内固定安装反应釜内筒，所述反应釜内筒内密封设置活塞用于将所述反应釜内筒分为上下两个密闭空间，所述反应釜内筒的一端通过第一管道连接一压力追踪泵，所述压力追踪泵用于往所述反应釜内筒的一个密闭空间注入或回抽工作液，所述第一管道上安装工作液阀门，所述反应釜内筒的另一端连接测试流体输入端以及放空端，所述测试流体输入端用于所述反应釜内筒的另一个密闭空间注入测试液，所述放空端上安装有安全阀，还包括用于监测所述活塞两端的液体的压力传感器、用于监测所述活塞两端的液体的温度的温度传感器、搅拌系统、数据采集系统，所述搅拌系统包括搅拌器及安装在所述搅拌器上的旋转转子，所述旋转转子设置在所述反应釜内筒内底部，所述搅拌器安装在所述反应釜主体外侧底部，所述数据采集系统包括信号转换器、计算机。对应观察窗安装在所述反应釜主体外侧的高倍摄像机，所述信号转换器与所述计算机信号连接，所述温度传感器、压力传感器、高倍摄像机压力追踪泵均与所述信号转换器信号连接，用于分别通过信号转换器和计算机建立信号连接，所述计算机用于接收信号并对所述压力追踪泵进行控制；所述反应釜主体可360°旋转地安装在支架上。

2.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，还包括降温系统，所述降温系统包括设置在所述反应釜内侧的水冷却腔，通过往水冷却腔提供循坏冷却水以达到所述反应釜内部的降温。

3.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述反应釜侧壁上设置有一层加热保温层。

4.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，还包括调节平衡系统，所述调节平衡系统包括水平以及平面方向两个水准仪以及支架底部的多个调节平衡器。

5.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述反应釜内部安装有冷光光源。

6.根据权利要求3所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述活塞通过多组活塞密封圈密封安装在所述反应釜内筒内。

7.根据权利要求6所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述旋转转子四周安装防碰垫。

8.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述反应釜内筒外侧安装一标尺。

9.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，还包括安全系统，所述安装系统包括设计有超温、超压报警系统。

10.根据权利要求1所述的一种便携式PVT测试装置，其特征在于，所述反应釜内筒通过固定螺栓安装在所述反应釜主体内。