CN116859029B - 多组乳化对照试验装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多组乳化对照试验装置及其使用方法，属于乳化试验设备技术领域，装置包括若干个透明试管及多个液体容器，试管置于底座上、外部设有控温系统，底座通过注液和清洗系统与液体容器相连，底座内部设有震荡单元和旋转单元；罩于黑箱内的试管两侧设有激光发射板和与计算机相连的智能激光接收板。使用时，通过注液和清洗系统向成排布置的多个透明试管内注入实验原油和实验用水，震荡单元同时对多个试管震荡进行多组乳化反应，各试管接受的能量一致，减小了人为误差；透明试管方便观察乳化过程；通过注液和清洗系统完成注排液及清洗，操作更简便；根据不同物质对激光的吸光度不同来精细的判断试管是否洁净。
Description
技术领域
本发明属于乳化试验设备技术领域，尤其涉及一种多组乳化对照试验装置及其使用方法。
背景技术
原油开采过程中，原油中的胶质、沥青质、有机酸等天然乳化剂在机械剪切作用下，会使油水两相乳化形成乳状液，堵塞孔喉伤害储层。例如在原油蒸汽吞吐开采过程中，极易出现原油乳化的现象，油藏的含水率、温度、原油组分等指标对原油乳化均有不同程度的影响。所以对乳化反应的发生条件、规律展开研究迫在眉睫。
由于目前的乳化装置是人为向容器中注液，在注液的读数过程中，存在很大的误差；不能同时以同样的能量使多组样品原油发生乳化，同时不洁的反应容器会对实验结果产生影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种多组乳化对照试验装置及其使用方法，旨在解决现有乳化室内试验装置无法同时制作多组乳状液，以及不洁的反应容器会对实验结果产生影响的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种多组乳化对照试验装置，包括若干个成排布置的透明试管，用于容纳实验原油、实验用水、试管清洗剂及蒸馏水的液体容器，所述试管通过试管塞密封后设置于底座上，所述底座通过注液和清洗系统与液体容器相连，用于向试管内注液及清洗试管；所述底座的内部设有震荡单元和旋转单元，所述震荡单元用于驱动试管上下震荡，所述旋转单元用于驱动试管转动；所述试管的外部设有控温系统；所述试管和底座能够置于黑箱内，所述试管的两侧分别设有激光发射板和智能激光接收板，所述智能激光接收板与计算机相连，用于检测试管的洁净度。
优选的，所述控温系统包括温度控制面板和包裹试管外部的保温套，所述保温套的侧面设有透光窗，所述激光发射板发射的激光能够透过透光窗照射在试管上；所述保温套与温度控制面板相连，用于控制保温套的温度。
优选的，所述试管倒立于震荡盘上，所述震荡盘设置于底座上，所述震荡盘的顶部设有用于容纳试管塞的固定槽，所述固定槽的中部设有贯穿震荡盘的连接孔，所述震荡单元及旋转单元贯穿连接孔延伸至底座内，所述震荡单元及旋转单元均由总控制台控制。
优选的，所述试管塞与固定槽内壁为螺纹配合。
优选的，所述注液和清洗系统包括电泵和注液管线，所述底座内设有连通试管内腔的注液通道，所述注液通道通过注液管线与电泵相连，所述电泵能够将实验原油、实验用水、试管清洗剂、蒸馏水输送至试管，进行乳化试验，试验完毕将废液排至废液桶。
优选的，所述电泵与控制器相连，用于控制实验原油及实验用水的体积，通过电泵完成试管内注液及清洗试管。
优选的，所述震荡盘的底部中间位置设有支撑柱，所述固定槽的中部为贯穿其上下的连接孔，所述底座内对应设有容纳支撑柱的导向孔；所述支撑柱与震荡单元相连，用于驱动支撑柱沿着导向孔上下升降，进而带动震荡盘以及试管震荡，使试管中的油水形成乳状液；所述旋转单元为设置于连接孔内的旋转柱，所述旋转柱的中部设有连通试管内腔的注液通道、且与底座内注液通道连通，所述旋转柱的上端与试管塞相连，用于驱动试管旋转。
优选的，所述总控制台上设有用于控制震荡单元的震荡旋钮及用于控制旋转单元的旋转旋钮，所述总控制台为震荡单元及旋转单元提供电源。
本发明还提供上述多组乳化对照试验装置的使用方法，包括以下步骤：
组装上述多组乳化对照试验装置；
调节试管温度：移除黑箱，通过控温系统将调节试管至实验所需温度；
准备液体：将实验所需实验原油、实验用水装入对应的液体容器；
乳化反应：通过注液和清洗系统将目标体积的实验原油及实验用水分别注入对应的试管内；启动震荡单元，按照设定好的振动频率及振动幅度在设定时间内带动震荡盘及上方试管开始震荡，震荡结束后，震荡单元关闭；
实验结束后，关闭控温系统；
清洗试管：通过注液和清洗系统的清洗模式对试管注入试管清洗剂，并启动震荡单元，震荡结束后，关闭震荡单元并排液；
通过注液和清洗系统的清洗模式对试管注入蒸馏水，重复清洗试管操作，震荡后排出；
检测试管：将黑箱罩于试管和底座外部，打开计算机，启动旋转单元使试管旋转，打开试管一侧的激光发射板，透过保温套侧面的透光窗对试管发射激光；计算机收到试管另一侧智能激光接收板接受的激光数据，判断试管是否清洗干净：
若未清洗干净，重新进行上述清洗试管操作；若清洗干净，关闭所有电源，实验结束。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在成排布置的多个透明试管内注入实验原油和实验用水进行多组乳化反应，震荡单元能够同时对多个试管进行震荡，能够控制各试管接受到的能量一致，很好的保证了实验的变量唯一；通过注液和清洗系统向试管内注入原油及实验用水，可以将误差控制在微升，减小了人为误差；透明的试管能够保证在乳化反应过程中可直观的观察乳化过程，方便对比各对照组区别；整个实验的注油、水以及排液、清洗等过程均通过注液和清洗系统完成，使实验操作更简便；根据不同物质对激光的吸光度不同来精细的判断试管是否洁净。本发明解决了当前乳化室内试验中不能同时进行多组乳化实验以及无法精细判断反应容器洁净度，以至于壁面上可能残留有其他物质对实验结果产生影响的问题，同时自动化控制使乳化实验极大程度上减小了人为误差，并使实验更加智能化，进一步解决当前已有的乳化实验装置缺点，使乳化室内试验更完善。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例提供的一种多组乳化对照试验装置的结构示意图；
图2是图1中黑箱内部的结构示意图；
图3是本发明实施例震荡盘的结构示意图；
图4是本发明实施例中底座的内部结构图；
图5是本发明实施例中保温套的结构示意图；
图6是本发明实施例中试管塞的结构示意图；
图中：1-试管，2-智能激光接收板，3-激光发射板，4-试管塞，5-震荡盘，51-固定槽，52-连接孔，53-支撑柱；6-旋转柱，7-底座，8-黑箱，9-总控制台，91-震荡旋钮，92-旋转旋钮，10-电泵，11-计算机，12-液体容器，13-注液管线，14-保温套，141-透光窗；15-温度控制面板。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，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做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。
参见图1、2，本发明提供的一种多组乳化对照试验装置，包括若干个成排布置的透明试管1，用于容纳实验原油、实验用水、试管清洗剂及蒸馏水的液体容器12，所述试管1通过试管塞4密封后设置于底座7上，所述底座7通过注液和清洗系统与液体容器12相连，用于向试管1内注液及清洗试管；所述底座7的内部设有震荡单元和旋转单元，所述震荡单元用于驱动试管1上下震荡，所述旋转单元用于驱动试管1转动；所述试管1的外部设有控温系统；所述试管1和底座7能够置于黑箱8内，所述试管1的两侧分别设有激光发射板3和智能激光接收板2，所述智能激光接收板2与计算机11相连，用于检测试管1的洁净度。其中，试管1采用玻璃试管，可视性好，方便观察内部乳化反应情况或清洗情况。
作为一种优选结构，如图5所示，所述控温系统包括温度控制面板15和包裹在试管1外部的保温套14，所述保温套14的侧面设有透光窗141，所述激光发射板3发射的激光能够透过透光窗141照射在试管1上；所述保温套14与温度控制面板15相连，用于控制保温套14的温度。
在本发明的一个具体实施例中，如图1、3所示，所述试管1倒立于震荡盘5上，所述震荡盘5设置于底座7上，所述震荡盘5的顶部设有用于容纳试管塞4的固定槽51，所述固定槽51的中部设有贯穿震荡盘5的连接孔52，所述震荡单元及旋转单元贯穿连接孔52延伸至底座7内，所述震荡单元及旋转单元均由总控制台9控制。其中，所述震荡盘5的底部中间位置设有支撑柱53，所述固定槽51的中部为贯穿其上下的连接孔52，所述底座7内对应设有容纳支撑柱53的导向孔；所述支撑柱53与震荡单元相连，用于驱动支撑柱53沿着导向孔上下升降，进而带动震荡盘5以及试管1上下震荡，使试管1中的油水形成乳状液。该实施例中有6个试管并列布置，震荡单元在总控制台的控制下带动支撑柱上下升降，支撑柱再带动震荡盘及固定在震荡盘上的试管同时上下升降，可使多个试管内的油水同时发生乳化反应。由于外界能量对乳化影响非常大，采用本装置可以保证这六个试管中液体接收到的能量完全一致，多组试管同时震动，保证各对照实验的振动频率一致，很好的保证了实验的变量唯一。
具体制作时，如图6所示，所述试管塞4与固定槽51内壁为螺纹配合，通过试管塞实现试管的密封，确保在试管震荡过程中不会发生泄露。震荡单元采用气缸，气缸中部设有连通试管1内腔的注液通道，气缸的缸体设置于导向孔的底部，气缸的活塞杆与支撑柱下端相连。气缸在总控制台的控制下能够实现支撑柱的升降运动。
在本发明的一个具体实施例中，如图1、4所示，所述注液和清洗系统包括电泵10和注液管线13，所述底座7内设有连通试管1内腔的注液通道，所述注液通道通过注液管线13与电泵10相连，所述电泵10能够将实验原油、实验用水、试管清洗剂、蒸馏水输送至试管1，进行乳化试验，试验完毕将废液排至废液桶。其中，所述电泵10与控制器相连，用于控制实验原油及实验用水的体积，通过电泵10完成试管1内注液及清洗试管。整个实验的注油、水以及排液、清洗等过程均在控制电泵的控制器面板上操作，使实验操作更简便，可以将误差控制在微升，使乳化实验极大程度上减小了人为误差。
具体设计时，如图1所示，所述旋转单元为设置于连接孔52内的旋转柱6，所述旋转柱6的中部设有连通试管1内腔的注液通道、且与底座7内注液通道连通，所述旋转柱6的上端与试管塞4相连，用于驱动试管1旋转。旋转柱6带动试管塞4旋转，进而带动玻璃试管1旋转。采用旋转柱驱动试管旋转，可使检测试管的洁净度。由于试管塞上的螺纹有多圈，旋转试管仅旋转一周即可，且旋转在实验结束后，如果试管洁净，在下次开始试验之前，会重新旋紧。具体设计时，旋转柱由旋转马达驱动，多个旋转马达由总控制台同时控制，同时驱动多个试管同步转动。
其中，所述总控制台9上设有用于控制震荡单元的震荡旋钮91及用于控制旋转单元的旋转旋钮92，所述总控制台9为震荡单元及旋转单元提供能量。通过震荡旋钮91调节振动频率及振动幅度，通过旋转旋钮调节控制旋转柱的启停。
本发明还提供上述多组乳化对照试验装置的使用方法，包括以下步骤：
组装上述多组乳化对照试验装置；
移除黑箱8，通过温度控制面板15调节保温套14及试管1至实验所需温度；
液体容器12有五个腔室，分别用于盛放实验原油、实验用水、试管清洗剂、蒸馏水、废液桶。电泵10对应有注油模式，注水模式，清洗模式，润洗模式，排液模式。将实验所需实验原油、实验用水装入液体容器12的对应腔室。
在电泵10的控制面板上输入目标原油体积，打开电泵10的注油模式。注入目标原油体积后电泵10自动关闭。
在电泵10的控制面板上输入目标实验用水体积，打开电泵10的注水模式。注入目标实验用水体积后电泵10自动关闭。
“目标体积”指实验需要的体积。电泵10的控制面板上可以设置实验所需的（每个试管需要的原油体积，以及实验用水的体积），精度高，误差可达到微升级别，有效的避免了实验误差。
乳化反应：打开总控制台9，调节震荡旋钮91至目标档位，支撑柱53以设定好的振动频率及振动幅度在设定时间内带动震荡盘5及上方固定好的玻璃试管1开始震荡。震荡结束后总控制台自动关闭。
实验结束后，关闭保温套14。打开电泵10的排液模式，将玻璃试管1中的废液抽出至废液筒。
清洗试管：排液结束后，打开电泵10的清洗模式，将试管清洗剂注入到玻璃试管1中。打开总控制台9，调节震荡旋钮91至目标档位，支撑柱53以设定好的振动频率及振动幅度在设定时间内带动震荡盘5及上方固定好的玻璃试管1开始震荡。震荡结束后总控制台自动关闭。
打开电泵10的排液模式，将使用后的1试管清洗剂排出在废液桶中。
打开电泵10的润洗模式，将蒸馏水注入到玻璃试管1中，重复操作，振荡试管，后排出。
检测试管：将黑箱8罩于试管1和底座7外部，打开计算机11，打开总控制台9的旋转旋钮92，各玻璃试管1开始旋转。打开试管1一侧的激光发射板3，透过保温套14侧面的透光窗141对试管1发射激光；计算机11收到试管1另一侧智能激光接收板2接受的激光数据，判断试管1是否清洗干净：
若未清洗干净，重新进行上述清洗试管操作；若清洗干净，关闭所有电源，实验结束。
综上所述，本发明具有结构简单、成本低、可重复性高、操作简单、耗能少的优点；可以同时进行多组乳化反应，精确控制各试管接受到的能量一致，很好的保证了实验的变量唯一；注入原油及实验用水的体积由电泵的控制面板输入，可以将误差控制在微升，减小了人为误差；在乳化反应过程中整个装置可视，可直观的观察乳化过程，以及对比各对照组区别；整个实验的注油、水以及排液、清洗等过程均通过电泵的控制面板操作，使实验操作更简便；根据不同物质对激光的吸光度不同来精细的判断试管是否洁净。
在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。
Claims (5)
1.一种多组乳化对照试验装置，其特征在于：包括若干个成排布置的透明试管，用于容纳实验原油、实验用水、试管清洗剂及蒸馏水的液体容器，所述试管通过试管塞密封后设置于底座上，所述底座通过注液和清洗系统与液体容器相连，用于向试管内注液及清洗试管；所述底座的内部设有震荡单元和旋转单元，所述震荡单元用于驱动试管上下震荡，所述旋转单元用于驱动试管转动；所述试管的外部设有控温系统；所述试管和底座能够置于黑箱内，所述试管的两侧分别设有激光发射板和智能激光接收板，所述智能激光接收板与计算机相连，用于检测试管的洁净度；
所述控温系统包括温度控制面板和包裹试管外部的保温套，所述保温套的侧面设有透光窗，所述激光发射板发射的激光能够透过透光窗照射在试管上；所述保温套与温度控制面板相连，用于控制保温套的温度；
所述试管倒立于震荡盘上，所述震荡盘设置于底座上，所述震荡盘的顶部设有用于容纳试管塞的固定槽，所述固定槽的中部设有贯穿震荡盘的连接孔，所述震荡单元及旋转单元贯穿连接孔延伸至底座内，所述震荡单元及旋转单元均由总控制台控制；
所述震荡盘的底部中间位置设有支撑柱，所述底座内对应设有容纳支撑柱的导向孔；震荡单元采用气缸，气缸中部设有连通试管内腔的注液通道，气缸的缸体设置于导向孔的底部，气缸的活塞杆与支撑柱下端相连；
所述支撑柱与震荡单元相连，用于驱动支撑柱沿着导向孔上下升降，进而带动震荡盘以及试管震荡，使试管中的油水形成乳状液；所述旋转单元为设置于连接孔内的旋转柱，所述旋转柱的中部设有连通试管内腔的注液通道、且与底座内注液通道连通，所述旋转柱的上端与试管塞相连，用于驱动试管旋转。
2.根据权利要求1所述的多组乳化对照试验装置，其特征在于：所述试管塞与固定槽内壁为螺纹配合。
3.根据权利要求1所述的多组乳化对照试验装置，其特征在于：所述注液和清洗系统包括电泵和注液管线，所述底座内设有连通试管内腔的注液通道，所述注液通道通过注液管线与电泵相连，所述电泵能够将实验原油、实验用水、试管清洗剂、蒸馏水输送至试管，进行乳化试验，试验完毕将废液排至废液桶。
4.根据权利要求3所述的多组乳化对照试验装置，其特征在于：所述电泵与控制器相连，用于控制实验原油及实验用水的体积，通过电泵完成试管内注液及清洗试管。
5.根据权利要求1所述的多组乳化对照试验装置，其特征在于：所述总控制台上设有用于控制震荡单元的震荡旋钮及用于控制旋转单元的旋转旋钮。
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2023
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