CN207280722U - 一种测量原油流动阻力的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了原油的开采与集输领域内的一种测量原油流动阻力的实验装置，包括恒温水箱，恒温水箱的内部设有贮料罐，贮料罐顶部设有进料口，所述恒温水箱的内部还设有原油螺旋盘管，原油螺旋盘管的顶部和底部分别设有出油口和进油口，所述贮料罐内部经抽油管与原油螺旋盘管的进油口相连通，抽油管上设有流体输送泵和压力表，所述原油螺旋盘管的出油口与贮料罐的进料口相对应设置，所述原油螺旋盘管的侧面分别旁接有上压力取样管和下压力取样管，所述上压力取样管和下压力取样管的取压口之间设有压差传感器。本实用新型能够模拟现场集输原油的工况，利用管路压差测量计算流体的流动阻力，不影响生产，成本低，测量精度高。
Description
技术领域
本实用新型属于原油的开采与集输领域，特别涉及一种测量原油在管道内流动阻力的装置。
背景技术
众所周知，原油在输油管道中流动时必然会产生流动阻力，原油流动阻力的测定是整个管道输油过程中非常重要的一项内容，对于油田原油输送、节能降耗、常温输送技术研究以及降粘剂、减阻剂、流动改进剂的研发都有重要的指导意义。
现有技术中，各个油田测量输油管道内原油流动阻力的方法有以下几种：（1）将原油简化为牛顿流状态或者非牛顿流状态，然后选取不同的摩阻系数计算公式，结合经验公式进行计算，得到原油流动阻力；（2）运用计算流体力学的方法对输油管线进行三维数值模拟，建立物理模型和数学模型，然后进行仿真计算；（3）通过室内实验装置模拟得到原油的流动阻力。其不足之处在于：上述（1）和（2）的两种方法计算误差较大，无法准确反映原油在实际动态输送过程中的阻力变化；采用方法（3）进行模拟测量所使用的的实验装置存在体积庞大、占地面积大、温度难以准确控制等问题。现场试验虽然能实际反映生产工况及流体流动阻力，但是会影响正常生产，其成本过高，试验风险大而不易获得实施的机会。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种测量原油流动阻力的实验装置，能够模拟不同工况下现场集输原油的流动状态、压力变化，利用管路内固定距离的两个测量点的压差测量计算出实际工况下流体的流动阻力，不影响生产，成本较低，测量精度高。
本实用新型的目的是这样实现的：一种测量原油流动阻力的实验装置，包括恒温水箱，恒温水箱的内部设有贮料罐，贮料罐顶部设有进料口，所述恒温水箱的内部还设有原油螺旋盘管，原油螺旋盘管的顶部和底部分别设有出油口和进油口，所述贮料罐内部经抽油管与原油螺旋盘管的进油口相连通，抽油管上设有流体输送泵和压力表，所述原油螺旋盘管的出油口与贮料罐的进料口相对应设置，所述原油螺旋盘管的侧面分别旁接有上压力取样管和下压力取样管，所述上压力取样管和下压力取样管的取压口之间设有压差传感器。
本实用新型工作时，先向贮料罐中加入原油，恒温水箱保持原油温度恒定，流体输送泵将贮料罐中原油抽入原油螺旋盘管的进油口，原油从原油螺旋盘管的出油口再进入贮料罐中，进行原油循环，流体输送泵可以调节原油流量，通过压力表和压差传感器的读数，结合原油螺旋盘管的内径、外径，可以计算出实际工况下流体的流动阻力。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本装置可以部分替代现场试验，模拟实际工况下现场集输流体的流动状态、压力变化，从而避免了在实际输油管线上进行矿场试验对实际生产过程的影响，降低风险，节省成本，缩短测量周期，提高测量效率。本装置操作控制简单，节能环保。
作为本实用新型的进一步改进，所述流体输送泵受控于变频控制器。通过变频控制器将流体输送泵的转速调整到所需要的值，流量与转速成正比，确定转速后，则可确定流体输送流量，从而模拟不同的流体流量的工况。
作为本实用新型的进一步改进，所述压力表上连接有脉冲阻尼器。脉冲阻尼器可以起到稳定流体压力的作用，压力表的读数更加准确。
作为本实用新型的进一步改进，所述恒温水箱包括箱体，箱体的底部设有电加热棒，电加热棒与温控装置相连接。温控装置可以调节电加热棒对恒温水箱内的加热温度，模拟不同的流体温度的工况。
作为本实用新型的进一步改进，所述箱体的顶部和底部分别设有回水口和出水口，出水口和回水口之间经循环水管相连，循环水管上设有循环水泵。循环水泵将箱体内底部的水和顶部的水不断进行交换循环，使得箱体内的水加热更均匀，进一步确保水箱的水恒温。
作为本实用新型的进一步改进，所述原油螺旋盘管的顶部设有L形出油管，出油口设置在出油管的端部，出油管上还设有背压阀。通过调节背压阀，可以调节原油螺旋盘管内的原油压力，模拟不同的流体压力的工况。
为了便于电加热棒对水加热，所述贮料罐通过若干支撑脚一支撑在恒温水箱的底部，原油螺旋盘管通过若干支撑脚二支撑在恒温水箱的底部。
为了使得恒温水箱内部结构更加紧凑，所述原油螺旋盘管套设在贮料罐的外周。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为某油水混合物在输送过程中的压降。
其中，1恒温水箱，1a箱体，1b电加热棒，1c温控装置，1d循环水管，1e循环水泵，2贮料罐，3原油螺旋盘管，3a出油管，4抽油管，5流体输送泵，6压力表，7脉冲阻尼器，8上压力取样管，9下压力取样管，10压差传感器，11背压阀，12支撑脚一，13支撑脚二。
具体实施方式
如图1所示，为一种测量原油流动阻力的实验装置，包括恒温水箱1，恒温水箱1的内部设有贮料罐，贮料罐2顶部设有进料口，恒温水箱1的内部还设有原油螺旋盘管3，原油螺旋盘管3的顶部和底部分别设有出油口和进油口，贮料罐2内部经抽油管4与原油螺旋盘管3的进油口相连通，抽油管4上设有流体输送泵5和压力表6，原油螺旋盘管3的出油口与贮料罐2的进料口相对应设置，原油螺旋盘管3的侧面分别旁接有上压力取样管8和下压力取样管9，上压力取样管8和下压力取样管9的取压口之间设有压差传感器10。流体输送泵5受控于变频控制器。压力表6上连接有脉冲阻尼器7。恒温水箱1包括箱体1a，箱体1a的底部设有电加热棒1b，电加热棒1b与温控装置1c相连接。箱体1a的顶部和底部分别设有回水口和出水口，出水口和回水口之间经循环水管1d相连，循环水管1d上设有循环水泵1e。原油螺旋盘管3的顶部设有L形出油管3a，出油口设置在出油管3a的端部，出油管3a上还设有背压阀11。贮料罐2通过若干支撑脚一12支撑在恒温水箱1的底部，原油螺旋盘管3通过若干支撑脚二13支撑在恒温水箱1的底部。原油螺旋盘管3套设在贮料罐2的外周。
工作时，选取油含量47%和水含量53%的油水混合物，先向贮料罐2中加入油水混合物5升，电加热棒1b将水温加热到50℃，恒温水箱1保持原油温度恒定，流体输送泵5将贮料罐2中油水混合物抽入原油螺旋盘管3的进油口，原油从原油螺旋盘管3的出油口再进入贮料罐2中，进行原油循环，变频控制器控制频率为25Hz，对应转速725转/分，流体流量2升/分，背压阀11调节压力为5公斤，温控装置1c在3小时内将水温降至25℃，得到图2所示的油水混合物在输送过程中的压降，结合原油螺旋盘管3的内径12mm、外径16mm，可以计算出实际工况下流体在不同温度下的流动阻力。本装置的优点在于：本装置可以部分替代现场试验，模拟不同的实际工况下现场集输流体的流动状态、压力变化，从而避免了在实际输油管线上进行矿场试验对实际生产过程的影响，降低风险，节省成本，缩短测量周期，提高测量效率。本装置操作控制简单，节能环保。
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种测量原油流动阻力的实验装置，包括恒温水箱，恒温水箱的内部设有贮料罐，贮料罐顶部设有进料口，其特征在于，所述恒温水箱的内部还设有原油螺旋盘管，原油螺旋盘管的顶部和底部分别设有出油口和进油口，所述贮料罐内部经抽油管与原油螺旋盘管的进油口相连通，抽油管上设有流体输送泵和压力表，所述原油螺旋盘管的出油口与贮料罐的进料口相对应设置，所述原油螺旋盘管的侧面分别旁接有上压力取样管和下压力取样管，所述上压力取样管和下压力取样管的取压口之间设有压差传感器。
2.根据权利要求1所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述流体输送泵受控于变频控制器。
3.根据权利要求1或2所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述压力表上连接有脉冲阻尼器。
4.根据权利要求1或2所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述恒温水箱包括箱体，箱体的底部设有电加热棒，电加热棒与温控装置相连接。
5.根据权利要求4所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述箱体的顶部和底部分别设有回水口和出水口，出水口和回水口之间经循环水管相连，循环水管上设有循环水泵。
6.根据权利要求1或2所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述原油螺旋盘管的顶部设有L形出油管，出油口设置在出油管的端部，出油管上还设有背压阀。
7.根据权利要求1或2所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述贮料罐通过若干支撑脚一支撑在恒温水箱的底部，原油螺旋盘管通过若干支撑脚二支撑在恒温水箱的底部。
8.根据权利要求1或2所述的一种测量原油流动阻力的实验装置，其特征在于，所述原油螺旋盘管套设在贮料罐的外周。
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|---|---|---|---|---|
| CN110441548A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-12 | 东北大学 | 一种螺旋溜槽中流膜厚度及流态分布测试系统与方法 |
| CN112414669A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种衬管过流阻力实验测量的方法 |
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| CN110441548B (zh) * | 2019-08-15 | 2021-04-23 | 东北大学 | 一种螺旋溜槽中流膜厚度及流态分布测试系统与方法 |
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