CN206772756U - 一种溶气原油密度、体积系数的评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，包括依次相连的注气系统、配样系统和评价系统，注气系统包括高压气瓶和配样系统连接的第一连接管路，第一连接管路的一端与高压气瓶连接，第一连接管路的另一端与配样系统连通，第一连接管路沿高压气瓶至配样系统方向依次安装有减压阀、气体流量计、第一止回阀和第一球阀；配样系统包括与第一连接管路连通的高温高压反应釜，高温高压反应釜的上方靠设有与第一连接管路连接的进料接头，高温高压反应釜的一侧下方安装有排料接头。本实用新型定量称重法对溶气原油的体积系数与密度的测量，结果精确且操作简便，具有功能性强、测量精确、流程简单、操作方便、实验效率高等特点。

Description

一种溶气原油密度、体积系数的评价装置

技术领域

本实用新型涉及溶气原油特性测试技术领域，尤其涉及一种溶气原油密度、体积系数的评价装置。

背景技术

由于原油热采开发成本较高以及油藏适应性的限制，气体驱采油成为目前采油的主导、有效的方法。气体驱采油是指通过向油藏注入气体驱动采油，在油藏高温、高压的环境中，气体极易溶于原油形成溶气原油，改变原油流动性能。在研究溶气原油流动性能的系统中，通常需要在一定温度、压力下将气体溶于原油进行溶气原油的制备, 从而进行溶气原油特性评价实验。当原油内溶入二氧化碳，原油的体积系数随二氧化碳的溶解量发生变化。二氧化碳在原油中多次混相形成相平衡，使原油体积增加，可以有效地减少原油流动的沿程阻力，同时体积的增加使原油的内动能增加，改善了原油的流动性能。原油体积膨胀有利于增加原油的弹性能量，有利于原油在集输管道内的流动，有助于降低输送难度，提高输送效率。原油溶气后密度降低，降低了管流状态下流体内部的摩擦力，从而使其粘度降低。在稀释作用、胶团破坏作用、溶胀作用、分子力作用的共同影响下，原油体积系数增大，密度、粘度大幅度降低，且不同工况参数对体积系数、密度的影响不同，从而对体系粘度具有不同的改善效果，因此研究不同温度、压力、溶气量下，溶气原油密度、体积系数的变化对工程实践具有重要意义。

为研究原油溶气后物理性质的变化，李玉星等人提出一种CO2溶解特性实验装置(李玉星,张建,李曼曼.超临界CO2在稠油中的溶解度以及体积系数研究[J].科学技术与工程,2013(1):53-57.)。利用气瓶向高温高压反应釜内注气加压，流量计用于计量气体注入量。高温高压反应釜内部制备溶气原油，通过测定原油挂壁高度计算膨胀后的溶气原油体积。其存在主要问题是，测定原油挂壁高度则需保持釜体内部干净整洁，每次实验前均需进行清理，测量过程中需打开釜盖，用直尺测量挂壁厚度，操作复杂且存在较大误差，同时装置无法测量溶气原油密度。

为了克服传统溶气原油特性测试时操作复杂且存在较大误差，同时装置无法测量溶气原油密度的缺点，方便对溶气原油进行测试，因此需要一种溶气原油密度、体积系数的评价装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，包括依次相连的注气系统、配样系统和评价系统，所述注气系统包括高压气瓶和配样系统连接的第一连接管路，所述第一连接管路的一端与高压气瓶连接，所述第一连接管路的另一端与配样系统连通，所述第一连接管路沿高压气瓶至配样系统方向依次安装有减压阀、气体流量计、第一止回阀和第一球阀；所述配样系统包括与第一连接管路连通的高温高压反应釜，所述高温高压反应釜的上方靠设有与第一连接管路连接的进料接头，所述高温高压反应釜的一侧下方安装有排料接头；所述评价系统包括与排料接头连通的第二连接管路，所述第二连接管路的另一端安装有活塞筒，所述第二连接管路沿高温高压反应釜至活塞筒的方向依次安装有第二球阀、液体流量计和第二止回阀，所述活塞筒的上方开设有与第二连接管路连通的进液接口，所述进液接口的一侧安装有输出管道，所述输出管道上安装有第三球阀，所述活塞筒的一侧下方安装有回液接口，所述回液接口上安装有水管，所述水管的另一端安装有高压柱塞泵，所述水管上还安装有第四球阀，所述高压柱塞泵的入口安装有输水管道，所述输水管道的另一端安装有水桶，所述活塞筒的正下方安装有电子计量秤。

优选的，所述高温高压反应釜的上方还安装有压力表，所述高温高压反应釜的内部安装有搅拌轴，所述搅拌轴的外侧安装有搅拌叶片，所述搅拌轴伸出高温高压反应釜的一端安装有驱动电机。

优选的，所述高温高压反应釜的外侧套接有外层夹套，所述外层夹套与高温高压反应釜之间安装有与高温高压反应釜外侧壁匹配的加热管道。

优选的，所述活塞筒的外侧套接有外层夹套，所述外层夹套与活塞筒之间安装有与活塞筒外侧壁匹配的加热管道。

优选的，所述活塞筒包括圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的内部活动套接有活塞，所述活塞将活塞筒分隔为由上至下设置的上隔室和下隔室，所述上隔室分别与第二连接管路和输出管道连通，所述下隔室与水管连通。

优选的，所述活塞筒的一侧下方安装有与活塞筒下隔室连通的压力表。

本实用新型的有益效果：

1、采用高压气瓶与减压阀控制制备压力，压力控制精确可靠。

2、高温高压反应釜结合电动搅拌器制备溶气原油，通过搅拌加速气液平衡，缩短溶气时间，提高实验效率。

3、高压气瓶维持高温高压反应釜内转样压力，活塞筒结合高压柱塞泵维持转样背压，从而实现利用微差压法对溶气原油进行高压转样，避免了转样过程对溶气原油的破坏。

4、活塞筒与水桶下部分别设有电子计量秤，可计量溶气原油转样质量，实现定量称重法对溶气原油的体积系数与密度的测量，结果精确且操作简便。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置的结构示意图。

图中：1-高压气瓶；2-减压阀；3-气体流量计；4-第一止回阀； 5-第一球阀；6-高温高压反应釜；7-第二球阀；8-液体流量计；9- 第二止回阀；10-第三球阀；11-活塞筒；12-第四球阀；13-高压柱塞泵；14-水桶；15-电子计量秤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，包括依次相连的注气系统、配样系统和评价系统，注气系统包括高压气瓶1和配样系统连接的第一连接管路，第一连接管路的一端与高压气瓶1连接，第一连接管路的另一端与配样系统连通，第一连接管路沿高压气瓶1至配样系统方向依次安装有减压阀2、气体流量计3、第一止回阀4和第一球阀5；配样系统包括与第一连接管路连通的高温高压反应釜6，高温高压反应釜6的上方靠设有与第一连接管路连接的进料接头，高温高压反应釜6的一侧下方安装有排料接头；评价系统包括与排料接头连通的第二连接管路，第二连接管路的另一端安装有活塞筒11，第二连接管路沿高温高压反应釜6至活塞筒11的方向依次安装有第二球阀7、液体流量计8和第二止回阀9，活塞筒11的上方开设有与第二连接管路连通的进液接口，进液接口的一侧安装有输出管道，输出管道上安装有第三球阀10，活塞筒11的一侧下方安装有回液接口，回液接口上安装有水管，水管的另一端安装有高压柱塞泵 13，水管上还安装有第四球阀12，高压柱塞泵13的入口安装有输水管道，输水管道的另一端安装有水桶14，活塞筒11的正下方安装有电子计量秤15。

高温高压反应釜6的上方还安装有压力表，高温高压反应釜6的内部安装有搅拌轴，搅拌轴的外侧安装有搅拌叶片，搅拌轴伸出高温高压反应釜6的一端安装有驱动电机，高温高压反应釜6的外侧套接有外层夹套，外层夹套与高温高压反应釜6之间安装有与高温高压反应釜6外侧壁匹配的加热管道，活塞筒11的外侧套接有外层夹套，外层夹套与活塞筒11之间安装有与活塞筒11外侧壁匹配的加热管道，活塞筒11包括圆柱形筒体，圆柱形筒体的内部活动套接有活塞，活塞将活塞筒11分隔为由上至下设置的上隔室和下隔室，上隔室分别与第二连接管路和输出管道连通，下隔室与水管连通，活塞筒11 的一侧下方安装有与活塞筒11下隔室连通的压力表。

本实用新型中；

溶气原油的制备：打开高温高压反应釜6的釜盖，注入一定量的原油。关闭第二球阀7，打开第一球阀5，打开高压气瓶1，调节减压阀2至实验压力，向高温高压反应釜6内注入一定量气体。打开高温高压反应釜6上方电动搅拌器，对溶气原油进行搅拌。通过高压气瓶1补充气体，不断调节高温高压反应釜6内压力。当高温高压反应釜6内压力稳定不变后，则认为溶气原油制备完成。

溶气原油的转样：利用电子计量秤15测量空活塞筒11筒体质量 M1。关闭第二球阀7，第一球阀5保持开启状态，高压气瓶1结合减压阀2与高温高压反应釜6相连通，维持釜内压力恒定。打开第二止回阀9、第四球阀12，关闭第三球阀10。打开高压柱塞泵13，将水桶14内的水泵入活塞筒11的下隔室内，调节压力稍低于实验压力。打开第二球阀7，高温高压反应釜6通过高压气瓶1与减压阀2维持实验压力恒定，活塞筒11内压力稍低于实验压力。由于两者存在微小压差，同时通过高压柱塞泵13缓慢将活塞筒11下隔室的水泵出，溶气原油在高压状态下缓慢流入活塞筒11内，液体流量计8计量溶气原油转移量V1。记录此时活塞筒11总质量M2。

溶气原油密度测量：单位体积的质量为密度。因此，溶气原油密度为其质量与体积的比值。假设溶气原油转移量的质量为M3，空活塞筒11筒体质量为M1，装有溶气原油的活塞筒11质量为M2，则有

M3＝M2-M1

密度通过下式计算

ρ＝m/v

而溶气原油转移量V1通过液体流量计8计量，则有溶气原油密度ρd为

ρ_d＝(M2-M1)/V1

溶气原油体积系数测量：将一定量的溶气原油转移至活塞筒11，其体积为V1，质量为M3。打开球阀四10，进行溶气原油的降压脱气，测量此时的活塞筒11总质量M4。已知脱气原油密度为ρo，假设脱气原油质量M5，则有

M5＝M4-M1

由密度计算公式可得脱气原油体积V2，如下所示

V2＝(M4-M1)/ρ_o

溶气原油体积系数R定义为一定量的溶气原油与脱气原油的体积比。由定义可得

R＝V1/V2

即

R＝V1*ρ_o/(M4-M1)

综上，采用高压气瓶与减压阀控制制备压力，流量计计量气体注入量。高温高压反应釜结合电动搅拌器制备溶气原油。高压气瓶维持高温高压反应釜内转样压力，活塞筒结合高压柱塞泵维持转样背压，从而实现利用微差压法对溶气原油进行高压转样，避免了转样过程对溶气原油的破坏。活塞筒下部设有电子计量秤，可计量溶气原油转样质量，实现定量称重法对溶气原油的体积系数与密度的测量，结果精确且操作简便。装置具有功能性强、测量精确、流程简单、操作方便、实验效率高等特点。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，包括依次相连的注气系统、配样系统和评价系统，其特征在于：所述注气系统包括高压气瓶(1)和配样系统连接的第一连接管路，所述第一连接管路的一端与高压气瓶(1)连接，所述第一连接管路的另一端与配样系统连通，所述第一连接管路沿高压气瓶(1)至配样系统方向依次安装有减压阀(2)、气体流量计(3)、第一止回阀(4)和第一球阀(5)；所述配样系统包括与第一连接管路连通的高温高压反应釜(6)，所述高温高压反应釜(6)的上方靠设有与第一连接管路连接的进料接头，所述高温高压反应釜(6)的一侧下方安装有排料接头；所述评价系统包括与排料接头连通的第二连接管路，所述第二连接管路的另一端安装有活塞筒(11)，所述第二连接管路沿高温高压反应釜(6)至活塞筒(11)的方向依次安装有第二球阀(7)、液体流量计(8)和第二止回阀(9)，所述活塞筒(11)的上方开设有与第二连接管路连通的进液接口，所述进液接口的一侧安装有输出管道，所述输出管道上安装有第三球阀(10)，所述活塞筒(11)的一侧下方安装有回液接口，所述回液接口上安装有水管，所述水管的另一端安装有高压柱塞泵(13)，所述水管上还安装有第四球阀(12)，所述高压柱塞泵(13)的入口安装有输水管道，所述输水管道的另一端安装有水桶(14)，所述活塞筒(11)的正下方安装有电子计量秤(15)。

2.根据权利要求1所述的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，其特征在于，所述高温高压反应釜(6)的上方还安装有压力表，所述高温高压反应釜(6)的内部安装有搅拌轴，所述搅拌轴的外侧安装有搅拌叶片，所述搅拌轴伸出高温高压反应釜(6)的一端安装有驱动电机。

3.根据权利要求1所述的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，其特征在于，所述高温高压反应釜(6)的外侧套接有外层夹套，所述外层夹套与高温高压反应釜(6)之间安装有与高温高压反应釜(6)外侧壁匹配的加热管道。

4.根据权利要求1所述的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，其特征在于，所述活塞筒(11)的外侧套接有外层夹套，所述外层夹套与活塞筒(11)之间安装有与活塞筒(11)外侧壁匹配的加热管道。

5.根据权利要求1所述的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，其特征在于，所述活塞筒(11)包括圆柱形筒体，所述圆柱形筒体的内部活动套接有活塞，所述活塞将活塞筒(11)分隔为由上至下设置的上隔室和下隔室，所述上隔室分别与第二连接管路和输出管道连通，所述下隔室与水管连通。

6.根据权利要求1所述的一种溶气原油密度、体积系数的评价装置，其特征在于，所述活塞筒(11)的一侧下方安装有与活塞筒(11)下隔室连通的压力表。