CN114859019B - 一种原油多物性在线检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种原油多物性在线检测装置及方法，检测装置包括安装框架以及固定安装在安装框架内的柱塞泵一、废液罐、加热箱、缓冲罐、空压机、制冷机构、氟利昂循环机构、循环水泵、柱塞泵二和泄压罐；还包括与安装框架固定安装的组合框架以及固定安装在组合框架内的温压同步箱、气动球阀、连续计量主泵、高压循环泵、柱塞泵三和防爆密度测试箱。本原油多物性在线检测装置可实时对原油进行凝点检测、粘度检测和密度检测的多物化检测，同时其检测过程中可根据实际需要对原油进行温度调控，响应速度快、测量精度适用面广，特别适用于原油检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种原油在线检测装置及方法，具体是一种适用于对原油进行多物性检测的在线检测装置及方法，属于原油检测技术领域。
背景技术
原油管道作为安全、经济、快捷的运输方式，其输量在国内原油加工量的比例不断上升，原油管道的安全运行，直接关系到上下游企业的平稳生产，影响上下游企业的经济效益，同时也关系着原油管道投资的回报率，因此需要对其进行多种物性测试，以及时反映管输原油状态，可以用于保障原油管道的管输能力和管道安全其中原油，避免原油凝管事故的发生。
现有的原油在线检测装置多是针对原油中某单一物性的检测、且存在缺陷，如中国实用新型专利《一种薄荷原油凝固点测定装置》(公告号CN214844926U)，该薄荷原油凝固点测定装置可将冷冻成固体的薄荷原油融化，能够缩短测定凝固点所需要的时间，但该装置中需将原油进行加热，而对改性原油来说就又进行了一次热处理，对含蜡原油来说热处理会则会改变它的流变特性，因此无法反映原油的实际凝点。
再如中国实用新型专利《原油硫化氢自动在线检测装置》(公告号CN210051719U)，该原油硫化氢自动在线检测装置能够在开采及运输过程中快速准确地检测出原油中硫化氢的含量，无需配置化学试剂、对应用环境要求不高，但该装置中不便于根据实际需要来调整原油的温度状况，继而不便于针对不同温度状况的原油进行检测。
再如中国实用新型专利《一种教学用原油粘度在线测量系统》(公告号CN208187901U)，该教学用原油粘度在线测量系统可实现对原油的实时粘度检测、提高原油粘度测量的精度，但该系统中原油粘度检测响应速度较慢，测量精度适用面较小。
再如中国实用新型专利《高速摄影法在线测量原油流体密度装置》(公告号CN215297027U)，该高速摄影法在线测量原油流体密度装置可实现对原油流体的密度检测、提高原油流体密度的检测精度，但在原油温度环境发生变化时，采用拍照法对原油流体的密度进行检测的准确度不高。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种原油多物性在线检测装置及方法，能够实现对原油的多物性进行在线检测，响应速度快、测量精度适用面广，特别适用于原油检测。
为实现上述目的，本原油多物性在线检测装置包括安装框架以及固定安装在安装框架内的柱塞泵一、废液罐、加热箱、缓冲罐、空压机、制冷机构、氟利昂循环机构、循环水泵、柱塞泵二和泄压罐；
柱塞泵一的输出端与废液罐的输入端通过管路连接，废液罐的输出端与加热箱的输入端通过管路连接，加热箱上贯穿安装有压力传感器一和温度传感器一，加热箱内部设有电加热管，加热箱的输出端与缓冲罐的输入端通过管路连接，缓冲罐上贯穿安装有压力传感器二，空压机的气体输入端与缓冲罐的输出端通过管路连接，制冷机构与加热箱通过管路连接，氟利昂循环机构分别与制冷机构和加热箱通过管路连接，循环水泵的输入端和输出端分别通过管路与加热箱连接，柱塞泵二的输入端与加热箱通过管路连接，柱塞泵二的输出端与泄压罐通过管路连接；
本原油多物性在线检测装置还包括与安装框架固定安装的组合框架以及固定安装在组合框架内的温压同步箱、气动球阀、连续计量主泵、高压循环泵、柱塞泵三和防爆密度测试箱；
温压同步箱上贯穿安装有温度传感器二以及两组并排布置的压力传感器三，气动球阀设置为多组，一组气动球阀通过管路与温压同步箱连接，另一组气动球阀通过管路与连续计量主泵的输入端连接，连续计量主泵的输出端通过管路与温压同步箱连接，高压循环泵的输入端与温压同步箱的输出端通过管路连接，柱塞泵三的输入端与高压循环泵的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱的输入端与柱塞泵三的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱上贯穿安装有温度传感器三和密度计。
作为本发明的进一步改进方案，密度计包括变送器、发射传感器、U型测量管和振动管，发射传感器安装在变送器底部，U型测量管和振动管安装在发射传感器上、且U型测量管位于振动管的空间内部。
作为本发明的进一步改进方案，组合框架内还安装有清洗剂罐，清洗剂罐与柱塞泵三的输入端通过管路连接、且清洗剂罐上贯穿安装有温度传感器四。
作为本发明的进一步改进方案，柱塞泵一、废液罐、缓冲罐和空压机通过置物板安装在安装框架的上层空间，加热箱、制冷机构、氟利昂循环机构、循环水泵、柱塞泵二和泄压罐安装在安装框架的下层空间。
一种基于原油多物性在线检测装置的原油多物性在线检测方法，具体步骤如下：
S1：将柱塞泵一、泄压罐、气动球阀、高压循环泵、柱塞泵三和清洗剂罐分别通过管道与输送原油的集输主管道连接，同时每组管道中均需配备有电子阀；
S2：当集输主管道内部的液体经过气动球阀和其中一组管道进入至温压同步箱的内部，之后通过两组压力传感器三和温度传感器二实时监测此管道内部流动液体的压力值和温度值，并将二者数据实时反馈至数据处理终端所在处，同时液体通过管道流经连续计量主泵，通过其实时监测液体的流动速率，而后将速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度；
S3：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵一进入至废液罐的内部后，通过其中一组管道将此液体导入至加热箱的内部，同时压力传感器一和温度传感器一实时监测从此管道尾端处所排除的流动液体的温度和压力值，之后此液体导入至加热箱的内部，并根据需要选择启动由加热箱、制冷机构、氟利昂循环机构和循环水泵组合形成的循环控温部分，若加热箱内部液体温度值较低时，循环控温部分通过加热箱内部的电加热管将电能转化为热能用以加热液体温度，反之液体温度较高时，循环控温部分通过制冷机构来降低液体的温度，之后通过空压机将加热箱内部的液体抽送至缓冲罐的内部，此时通过压力传感器二监测缓冲罐内部液体的压力值，且加热箱内部的液体通过柱塞泵二导入至泄压罐的内部来调节液体的压力值；
S4：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵三进入至防爆密度测试箱的内部后，通过密度计和温度传感器三实时监测其内部液体的密度值和温度值，密度计中的U型测量管的一部分通过发射传感器振动并保持其固有的谐振频率，根据振动管的共振频率确定振动管内液体的密度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，当原油进入温压同步箱的内部后，压力传感器三和温度传感器二可实时对此原油管道内部流动液体的压力值和温度值，并将二者数据实时反馈至数据处理终端所在处，同时液体通过管道流经连续计量主泵，通过其实时监测液体的流动速率，而后将速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度；
2、本发明中，由加热箱、制冷机构、氟利昂循环机构和循环水泵组合形成的循环控温系统，若加热箱内部液体温度值较低时，其中通过加热箱内部的电加热管将电能转化为热能，用以加热液体温度，反之液体温度较高时，通过制冷系统来降低液体的温度，此方式可根据整个装置分别对原油进行粘度、凝点和密度监测时，改变原油所需要的温度值，以提高监测的精准度；
3、本发明中，通过两组压力传感器三和温度传感器二可实时监测气动球阀与温压同步箱之间管道内部流动液体的压力值和温度值，并将二者数据实时反馈至数据处理终端所在处，同时液体通过管道流经连续计量主泵，通过其实时监测液体的流动速率，而后将速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度，同时其响应速度较快，测量精度适用面广；
4、本发明中，通过密度计和温度传感器三实时监测其内部液体的密度值和温度值，密度计中的U型测量管的一部分通过发射传感器振动并保持其固有的谐振频率，当原油流经当液体流经U型测量管所在处时，振动发生改变，引起谐振频率变化，从而通过电子处理单元计算出准确的密度值。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明组合框架与连续计量主泵的安装结构示意图；
图3为本发明柱塞泵三与清洗剂罐的安装结构示意图；
图4为本发明送器与发射传感器的安装结构示意图；
图5为本发明发射传感器、U型测量管与振动管的安装结构示意图；
图6为本发明废液罐与加热箱的安装结构示意图；
图7为本发明加热箱与电加热管的安装结构示意图；
图8为本发明图2中A处结构示意图。
图中：1、安装框架；2、组合框架；3、置物板；4、柱塞泵一；5、废液罐；6、加热箱；7、压力传感器一；8、温度传感器一；9、缓冲罐；10、空压机；11、压力传感器二；12、电加热管；13、制冷机构；14、氟利昂循环机构；15、循环水泵；16、柱塞泵二；17、泄压罐；18、温压同步箱；19、压力传感器三；20、温度传感器二；21、气动球阀；22、连续计量主泵；23、高压循环泵；24、柱塞泵三；25、防爆密度测试箱；26、温度传感器三；27、密度计；28、变送器；29、发射传感器；30、U型测量管；31、振动管；32、清洗剂罐；33、温度传感器四。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图6所示，本原油多物性在线检测装置包括安装框架1以及固定安装在安装框架1内的柱塞泵一4、废液罐5、加热箱6、缓冲罐9、空压机10、制冷机构13、氟利昂循环机构14、循环水泵15、柱塞泵二16和泄压罐17；
柱塞泵一4、废液罐5、缓冲罐9和空压机10通过置物板3安装在安装框架1的上层空间，加热箱6、制冷机构13、氟利昂循环机构14、循环水泵15、柱塞泵二16和泄压罐17安装在安装框架1的下层空间；柱塞泵一4的输出端与废液罐5的输入端通过管路连接，废液罐5的输出端与加热箱6的输入端通过管路连接，加热箱6上贯穿安装有压力传感器一7和温度传感器一8，如图7所示，加热箱6内部设有电加热管12，加热箱6的输出端与缓冲罐9的输入端通过管路连接，缓冲罐9上贯穿安装有压力传感器二11，空压机10的气体输入端与缓冲罐9的输出端通过管路连接，制冷机构13与加热箱6通过管路连接，氟利昂循环机构14分别与制冷机构13和加热箱6通过管路连接，循环水泵15的输入端和输出端分别通过管路与加热箱6连接，柱塞泵二16的输入端与加热箱6通过管路连接，柱塞泵二16的输出端与泄压罐17通过管路连接。
如图1、图2所示，本原油多物性在线检测装置还包括与安装框架1固定安装的组合框架2以及固定安装在组合框架2内的温压同步箱18、气动球阀21、连续计量主泵22、高压循环泵23、柱塞泵三24、防爆密度测试箱25和清洗剂罐32；
如图8所示，温压同步箱18上贯穿安装有温度传感器二20以及两组并排布置的压力传感器三19，气动球阀21设置为多组，一组气动球阀21通过管路与温压同步箱18连接，另一组气动球阀21通过管路与连续计量主泵22的输入端连接，连续计量主泵22的输出端通过管路与温压同步箱18连接，高压循环泵23的输入端与温压同步箱18的输出端通过管路连接，柱塞泵三24的输入端与高压循环泵23的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱25的输入端与柱塞泵三24的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱25上贯穿安装有温度传感器三26和密度计27，密度计27包括变送器28、发射传感器29、U型测量管30和振动管31，如图4所示，发射传感器29安装在变送器28底部，U型测量管30和振动管31安装在发射传感器29上，且如图5所示，U型测量管30位于振动管31的空间内部，清洗剂罐32与柱塞泵三24的输入端通过管路连接，且如图3所示，清洗剂罐32上贯穿安装有温度传感器四33。
利用本原油多物性在线检测装置对原油进行在线检测时，具体步骤如下：
S1：将柱塞泵一4、泄压罐17、气动球阀21、高压循环泵23、柱塞泵三24和清洗剂罐32分别通过管道与输送原油的集输主管道连接，同时每组管道中均需配备有电子阀。
S2：当集输主管道内部的液体经过气动球阀21和其中一组管道进入至温压同步箱18的内部，之后通过两组压力传感器三19和温度传感器二20实时监测此管道内部流动液体的压力值和温度值，并将二者数据实时反馈至数据处理终端所在处，同时液体通过管道流经连续计量主泵22，通过其实时监测液体的流动速率，而后将速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度；
具体的，当流体流经管径细小的管子时，假定其能满足下述条件：
(1)细管十分长，并呈直线状，且内径均等；
(2)流体的流动状态为充分发展的稳定的层流，流体内任一点的流速仅是其半径r的函数；
(3)流体是不可压缩的均质流体；
(4)与细管内壁相接触的流体没有滑移；
(5)流体流变性质与时间无关，其剪切应力与剪切速率之间存在一一对应的关系；
(6)流体是等温的。
则其对应的牛顿流体粘度满足哈根-泊肃叶定律：
其中通过确定细管的几何尺寸R、L，实验测取L两端的压差△P和相应的流量Q，就可求得流体的动力粘度μ；由于与时间无关的非牛顿流体的剪切速率(-du/dr)与剪切应力τ之间存在一一对应关系，其流变方程可用一般形式表示为：
那么，对与时间无关的任何流体，若已知其流变方程f(τ)的具体类型，即可代入管流基本方程：
(τb为R处的剪切应力)
然后利用所测压差和流量的实验数据，求出流变方程中的粘度或表观粘度参数。
S3：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵一4进入至废液罐5的内部后，通过其中一组管道将此液体导入至加热箱6的内部，同时压力传感器一7和温度传感器一8实时监测从此管道尾端处所排除的流动液体的温度和压力值，之后此液体导入至加热箱6的内部，并根据需要选择启动由加热箱6、制冷机构13、氟利昂循环机构14和循环水泵15组合形成的循环控温部分，若加热箱6内部液体温度值较低时，循环控温部分通过加热箱6内部的电加热管12将电能转化为热能，用以加热液体温度，反之液体温度较高时，循环控温部分通过制冷机构13来降低液体的温度，之后通过空压机10将加热箱6内部的液体抽送至缓冲罐9的内部，此时通过压力传感器二11监测缓冲罐9内部液体的压力值，且加热箱6内部的液体通过柱塞泵二16导入至泄压罐17的内部来调节液体的压力值；
具体的，采用静屈服值法对原油凝点进行判断，由于降温过程中油品的分子间作用力逐步增大、蜡晶结构形成并强化，石油产品逐渐失去流动性，其中当油品的温度通过制冷机构13降低至某一特定临界值开始，其静屈服力大于施加的剪应力，原油失去宏观流动性，通过此时的温度传感器一8监测得出的油品温度就可以对原油的凝点值进行判断，低温含蜡原油属于屈服假塑性流体，常用Herschel-Bulkley方程描述这类流体：
其流变曲线为一条不同过坐标原点且凹向剪切速率轴的曲线，其分散相浓度较大，粒子的不对称程度及聚集程度大，粒子间的结合力较强，易于形成空间网络结构，含蜡原油中存在两种类型的结构，一种对剪切非常敏感，微弱的剪切作用就可以使之破坏；另一种则可承受住中、高速的剪切，这两种结构的强度之和就是静屈服应力，因此，静屈服值是物料在静置状态下所形成的结构强度的一种度量，它是使物料保持静止状态所能施加的最大剪切应力，若测试管段内存油已全部胶凝，既具有一定结构强度时，外加剪切应力必须足以破坏其结构后，才会产生流动，如果所施加的压力过小，则压力波传递一定距离后，将衰减到不能破坏凝油结构的程度，如果不考虑压力波的传递过程，即认为管道起点加压后全管道凝油均同时受到力的作用，则根据管内凝油段的力平衡关系，可得水平管道再启动所需施加最小压力的修正公式：
其中△p为管段两端的压差，单位Pa；τ为胶凝原油的静屈服值，单位Pa；L为管段的长度，单位m；D为管段的内径，单位m；δp与δτ为系统自身误差。
S4：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵三24进入至防爆密度测试箱25的内部后，通过密度计27和温度传感器三26实时监测其内部液体的密度值和温度值，密度计27中的U型测量管30的一部分通过发射传感器29振动并保持其固有的谐振频率，由于流体密度的变化会给密度计27的接收传感器时的共振频率，且振动管31内液体的质量是由管内液体密度和液体体积所决定，由于管的大小已经确定、体积已经确定，故振动管31内液体的密度与振动管31的震动频率成相关性；
具体的，防爆密度测试箱25作为取样箱使用，之后通过密度计27和温度传感器三26实时监测其内部液体的密度值和温度值，而后将在线采集的数据传递至数据处理终端所在处，同时密度计27与外接的警报机构电性连接，其中若出现高含水等特殊情况能及时发现并警报，清洗剂罐32的清洗周期为三周，可提高测量精度。
本原油多物性在线检测装置的工作原理：采用静屈服值法对原油凝点进行判断，由于降温过程中油品的分子间作用力逐步增大、蜡晶结构形成并强化，石油产品逐渐失去流动性，其中当油品的温度通过制冷机构13降低至某一特定临界值开始，其静屈服力大于施加的剪应力，原油失去宏观流动性，通过此时的温度传感器一8监测得出的油品温度就可以对原油的凝点值进行判断，通过两组压力传感器三19和温度传感器二20实时监测进入温压同步箱18内管道中流动液体的压力值和温度值，同时液体通过管道流经连续计量主泵22，通过其实时监测液体的流动速率，而后将压力值、温度值和速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度，当集输主管道内部的液体经过柱塞泵三24进入至防爆密度测试箱25的内部后，通过密度计27和温度传感器三26实时监测其内部液体的密度值和温度值，并反馈至数据处理终端所在处。
Claims (5)
1.一种原油多物性在线检测装置，其特征在于，包括安装框架(1)以及固定安装在安装框架(1)内的柱塞泵一(4)、废液罐(5)、加热箱(6)、缓冲罐(9)、空压机(10)、制冷机构(13)、氟利昂循环机构(14)、循环水泵(15)、柱塞泵二(16)和泄压罐(17)；
柱塞泵一(4)的输出端与废液罐(5)的输入端通过管路连接，废液罐(5)的输出端与加热箱(6)的输入端通过管路连接，加热箱(6)上贯穿安装有压力传感器一(7)和温度传感器一(8)，加热箱(6)内部设有电加热管(12)，加热箱(6)的输出端与缓冲罐(9)的输入端通过管路连接，缓冲罐(9)上贯穿安装有压力传感器二(11)，空压机(10)的气体输入端与缓冲罐(9)的输出端通过管路连接，制冷机构(13)与加热箱(6)通过管路连接，氟利昂循环机构(14)分别与制冷机构(13)和加热箱(6)通过管路连接，循环水泵(15)的输入端和输出端分别通过管路与加热箱(6)连接，柱塞泵二(16)的输入端与加热箱(6)通过管路连接，柱塞泵二(16)的输出端与泄压罐(17)通过管路连接；
本原油多物性在线检测装置还包括与安装框架(1)固定安装的组合框架(2)以及固定安装在组合框架(2)内的温压同步箱(18)、气动球阀(21)、连续计量主泵(22)、高压循环泵(23)、柱塞泵三(24)和防爆密度测试箱(25)；
温压同步箱(18)上贯穿安装有温度传感器二(20)以及两组并排布置的压力传感器三(19)，气动球阀(21)设置为多组，一组气动球阀(21)通过管路与温压同步箱(18)连接，另一组气动球阀(21)通过管路与连续计量主泵(22)的输入端连接，连续计量主泵(22)的输出端通过管路与温压同步箱(18)连接，高压循环泵(23)的输入端与温压同步箱(18)的输出端通过管路连接，柱塞泵三(24)的输入端与高压循环泵(23)的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱(25)的输入端与柱塞泵三(24)的输出端通过管路连接，防爆密度测试箱(25)上贯穿安装有温度传感器三(26)和密度计(27)。
2.根据权利要求1所述的原油多物性在线检测装置，其特征在于，密度计(27)包括变送器(28)、发射传感器(29)、U型测量管(30)和振动管(31)，发射传感器(29)安装在变送器(28)底部，U型测量管(30)和振动管(31)安装在发射传感器(29)上、且U型测量管(30)位于振动管(31)的空间内部。
3.根据权利要求2所述的原油多物性在线检测装置，其特征在于，组合框架(2)内还安装有清洗剂罐(32)，清洗剂罐(32)与柱塞泵三(24)的输入端通过管路连接、且清洗剂罐(32)上贯穿安装有温度传感器四(33)。
4.根据权利要求1所述的原油多物性在线检测装置，其特征在于，柱塞泵一(4)、废液罐(5)、缓冲罐(9)和空压机(10)通过置物板(3)安装在安装框架(1)的上层空间，加热箱(6)、制冷机构(13)、氟利昂循环机构(14)、循环水泵(15)、柱塞泵二(16)和泄压罐(17)安装在安装框架(1)的下层空间。
5.一种基于如权利要求3所述的原油多物性在线检测装置的原油多物性在线检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1：将柱塞泵一(4)、泄压罐(17)、气动球阀(21)、高压循环泵(23)、柱塞泵三(24)和清洗剂罐(32)分别通过管道与输送原油的集输主管道连接，同时每组管道中均需配备有电子阀；
S2：当集输主管道内部的液体经过气动球阀(21)和其中一组管道进入至温压同步箱(18)的内部，之后通过两组压力传感器三(19)和温度传感器二(20)实时监测此管道内部流动液体的压力值和温度值，并将二者数据实时反馈至数据处理终端所在处，同时液体通过管道流经连续计量主泵(22)，通过其实时监测液体的流动速率，而后将速率信息反馈至数据处理终端所在处，通过数据处理终端根据即得的液体的流动速率和管道内部流动液体的压力计算出液体的粘度；
S3：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵一(4)进入至废液罐(5)的内部后，通过其中一组管道将此液体导入至加热箱(6)的内部，同时压力传感器一(7)和温度传感器一(8)实时监测从此管道尾端处所排除的流动液体的温度和压力值，之后此液体导入至加热箱(6)的内部，并根据需要选择启动由加热箱(6)、制冷机构(13)、氟利昂循环机构(14)和循环水泵(15)组合形成的循环控温部分，若加热箱(6)内部液体温度值较低时，循环控温部分通过加热箱(6)内部的电加热管(12)将电能转化为热能用以加热液体温度，反之液体温度较高时，循环控温部分通过制冷机构(13)来降低液体的温度，之后通过空压机(10)将加热箱(6)内部的液体抽送至缓冲罐(9)的内部，此时通过压力传感器二(11)监测缓冲罐(9)内部液体的压力值，且加热箱(6)内部的液体通过柱塞泵二(16)导入至泄压罐(17)的内部来调节液体的压力值；
S4：当集输主管道内部的液体经过柱塞泵三(24)进入至防爆密度测试箱(25)的内部后，通过密度计(27)和温度传感器三(26)实时监测其内部液体的密度值和温度值，密度计(27)中的U型测量管(30)的一部分通过发射传感器(29)振动并保持其固有的谐振频率，根据振动管(31)的共振频率确定振动管(31)内液体的密度。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2170909A (en) * | 1985-02-08 | 1986-08-13 | Spectra Tek Uk Limited | Apparatus and method for monitoring crude oil |
| US5247828A (en) * | 1989-07-03 | 1993-09-28 | Total Compagnie Francaise Des Petroles | Procedure and device for measurement of the gelling of paraffinic petroleum products, especially crude products |
| CN103105482A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-05-15 | 中国石油大学(华东) | 一种胶凝原油压缩特性测试方法 |
| CN105136841A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-09 | 东北石油大学 | 一种新型原油凝点测量装置及其测量方法 |
| RU170327U1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и газовые измерительные технологии", ООО "НГИТ" | Установка для калибровки, поверки и контроля метрологических характеристик поточных плотномеров нефти и нефтепродуктов |
| CN106769677A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 高温高压油水混合流体在线粘度检测装置及方法 |
| CN106908589A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-30 | 东北石油大学 | 定量表征含蜡原油蜡晶聚集试验装置及其定量表征方法 |
| CN109738336A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-05-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 原油粘度的在线测量设备及测量方法 |
| CN111122643A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种油品管输在线凝点测量系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX340806B (es) * | 2011-03-28 | 2016-06-24 | Inst Mexicano Del Petroleo * | Proceso de medicion de la viscosidad dinamica de crudo vivo pesado desde la presion de yacimiento hasta la presion atmosferica, incluyendo la presion en el punto de burbuja, basado en un viscosimetro electromagnetico. |
| US9772269B2 (en) * | 2013-12-06 | 2017-09-26 | Instituto Mexicano Del Petroleo | Process for determining the incompatibility of crudes mixtures containing asphaltene |
-
2022
- 2022-04-25 CN CN202210440262.4A patent/CN114859019B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2170909A (en) * | 1985-02-08 | 1986-08-13 | Spectra Tek Uk Limited | Apparatus and method for monitoring crude oil |
| US5247828A (en) * | 1989-07-03 | 1993-09-28 | Total Compagnie Francaise Des Petroles | Procedure and device for measurement of the gelling of paraffinic petroleum products, especially crude products |
| CN103105482A (zh) * | 2012-11-15 | 2013-05-15 | 中国石油大学(华东) | 一种胶凝原油压缩特性测试方法 |
| CN105136841A (zh) * | 2015-09-22 | 2015-12-09 | 东北石油大学 | 一种新型原油凝点测量装置及其测量方法 |
| RU170327U1 (ru) * | 2016-07-13 | 2017-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и газовые измерительные технологии", ООО "НГИТ" | Установка для калибровки, поверки и контроля метрологических характеристик поточных плотномеров нефти и нефтепродуктов |
| CN106769677A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 中国石油大学(北京) | 高温高压油水混合流体在线粘度检测装置及方法 |
| CN106908589A (zh) * | 2017-02-27 | 2017-06-30 | 东北石油大学 | 定量表征含蜡原油蜡晶聚集试验装置及其定量表征方法 |
| CN109738336A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-05-10 | 中国石油化工股份有限公司 | 原油粘度的在线测量设备及测量方法 |
| CN111122643A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种油品管输在线凝点测量系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 一种测量管流原油静屈服值的新方法;张足斌, 张国忠;石油大学学报(自然科学版);20011130(第05期);第88-90+11-12页 * |
| 特殊油品密度测试方法探讨;栗元文;;新疆石油天然气;20080315(第01期);第9+110-113页 * |
Also Published As
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