专利名称：胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是研究油田低温胶凝原油水力悬浮输送技术的实验装置，具体涉及的是胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路。
背景技术：
胶凝原油水力悬浮输送的研究是以流体力学为基础，与传热学、力学、材料、计算机等学科相互交叉的一门跨学科复杂问题。属于动力工程及工程热物理之多相流领域。对于两相流和多相流而言，流型指的是相分布状况和结构特性，这是一个很重要的流动参数， 影响着流动的力学性质和传热、传质特性，可见流型的研究是安全混输技术界限及压降温降计算方法研究的基础。大庆油田进入高含水采油期后，随着油井综合含水的上升，目前在原油加热输送的同时需要把大部分热能用于加热水上，使得中转站加热炉耗气量呈急剧上升的趋势，造成了很大的热能浪费。由于水包油流型可以降低管道中的压降，不加热集输技术又可以节能，能否使得水包油流型与以往的不加热技术相结合，运用低温胶凝原油水力悬浮输送技术输送原油是摆在人们面前的课题，但该技术缺乏相应的能够模拟油田实际生产的实验装置，来完成对低温胶凝原油水力悬浮输送技术的研究。
发明内容本实用新型的目的是提供一种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路用于观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性，确定特定压力、温度条件下最为稳定悬浮液中的胶凝原油颗粒直径大小。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路由水平玻璃管、弯头玻璃管、压力表、螺杆泵、蛇形管、温度计通过管线连接而成，回路的末端为连续弯曲的蛇形钢管，蛇形管前安装有螺杆泵和螺杆泵旁通管，螺杆泵旁通管安装有旁通阀，螺杆泵前的管路上还安装有水平玻璃管和弯头玻璃管，弯头玻璃管安装在管路的拐角处，水平玻璃管前面和管线上安装有压力表和温度计，水平玻璃管后面的管线上安装压力表。上述方案中胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路是水平安装的框形回路，水平玻璃管前、后的管路上各安装一段塑料软管，其中一段塑料软管与水平玻璃管在同一边上， 另一段塑料软管与螺杆泵在同一边上。这样，可将两段塑料软管之间的管路及水平水平玻璃管向上倾斜，使水平玻璃管变为向上倾斜的玻璃管，如此，可模拟实际油田生产中因地势不平导致的管线倾斜情况，观察到管线倾斜时，油液的流型情况。上述方案中水平玻璃管向上倾斜的范围在(Γ45度之间。上述方案中蛇形钢管两端的弯曲部与夹在它们中间的直管通过法兰连接，弯曲部与相应的直管可拆卸开，以更换不同的管材，进行不同管材粗糙度的测试。上述方案中在回路的管线的一个部位处设置制冷外套管，制冷外套管与温控装置通过管线连接成制冷回路。[0009]本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型可用于观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性，确定特定压力、温度条件下最为稳定悬浮液中的胶凝原油颗粒直径大小。2、本实用新型弯曲的蛇形管相比于相同长度的直管来说，可以减少占地面积，比较适用于实验研究。

图1是本实用新型的结构示意图。1阀门2蛇形管3制冷外套管4弯头玻璃5塑料软管6水平玻璃管7补 11控温装置12控制阀13静液水箱8泵前泄压放气压力表9螺杆泵10旁通阀态混合器。
具体实施方式
如图1所示，这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路是水平安装的框形回路，回路的末端为一段连续弯曲的用于测压的蛇形管2，蛇形管2前、后均安装压力表测量管线压降，本实施方式中蛇形管若抻直后，其长度达到45米，相当于管路中设置了 45m长的直管段用来测量压降；蛇形管2后连接阀门1，蛇形管2前安装螺杆泵9和螺杆泵旁通管， 螺杆泵旁通管路上安装有旁通阀10，螺杆泵9前安装有泵前泄压放气压力表8，泵前泄压放气压力表8前有一个补液水箱7，螺杆泵9前的管路上还安装有水平玻璃管6和弯头玻璃管4，弯头玻璃管4安装在管路的拐角处；水平玻璃管6前、后的管路上各安装一段塑料软管5，其中一段塑料软管5与水平玻璃管在同一边上，另一段塑料软管5与螺杆泵9在同一边上。水平玻璃管6向上倾斜的范围在(Γ45度之间，以模拟原油管线铺设时因地面的坡度而产生的倾斜；水平玻璃管6前后安装有压力表和温度计。回路的管线外包有保温棉，以防止管线内的介质与外界进行热量交换，不能保持实验所要求的温度，另外，为了进一步确保回路的管线的温度达到要求，维持回路中的混合液温度不变，在回路的入口段处设置制冷外套管3，制冷外套管3与温控装置11通过管线连接成制冷回路。本实用新型中玻璃管均为透明的玻璃管，可以清晰地看见管内的液体状态。实验时，在一定压力、温度条件下，通过静态混合器13将原油变为颗粒状，与15°C 凉水进行混合形成胶凝原油——水悬浮液后，经控制阀12打入到这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路中进行连续运行，保持循环持续、稳定运行，待回路中的液体流动稳定后，关闭控制阀12和旁通阀10，打开螺杆泵9，用高速摄影设备和温度、压力仪表对弯头玻璃管4、水平玻璃管6以及倾斜后的玻璃管6进行流动型态和流动参数采集，观查胶凝原油——水悬浮液在流动过程中的稳定情况，对胶凝原油——水悬浮液进行监测，得到该压力、温度条件下适合油田现场的胶凝原油水力悬浮输送工艺，压力及温度依据模拟油田实际生产中的压力、温度来确定。通过调整静态混合器13的型号来控制胶凝原油颗粒的直径大小，并通过长时间的运行通过可视化透明水平、弯头以及倾斜管观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性，由实验确定最为稳定悬浮液中的胶凝原油颗粒直径大小。
权利要求1.一种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，其特征在于这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路由水平玻璃管(6)、弯头玻璃管(4)、压力表、螺杆泵(9)、蛇形管(2)、 温度计通过管线连接而成，回路的末端为连续弯曲的蛇形管(2)，蛇形管(2)前安装有螺杆泵(9)和螺杆泵旁通管，螺杆泵(9)旁通管安装有旁通阀(10)，螺杆泵(9)前的管路上还安装有水平玻璃管(6)和弯头玻璃管(4)，弯头玻璃管(4)安装在管路的拐角处，水平玻璃管 (6)前面和管线上安装有压力表和温度计，水平玻璃管(6)后面的管线上安装压力表。
2.根据权利要求1所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，其特征在于所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路是水平安装的框形回路，水平玻璃管(6)前、后的管路上各安装一段塑料软管(5)，其中一段塑料软管(5)与水平玻璃管(6)在同一边上，另一段塑料软管(5 )与螺杆泵(9 )在同一边上。
3.根据权利要求1所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，其特征在于所述的水平玻璃管(6)向上倾斜的范围在(Γ45度之间。
4.根据权利要求1所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，其特征在于所述的蛇形管(2)两端的弯曲部与夹在它们中间的直管通过法兰连接，弯曲部与相应的直管可拆卸开。
5.根据权利要求1所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，其特征在于在所述的胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路的管线的一个部位处设置制冷外套管(3)，制冷外套管(3)与温控装置(11)通过管线连接成制冷回路。
专利摘要本实用新型涉及的是胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路，是研究油田低温胶凝原油水力悬浮输送技术的实验装置，这种胶凝原油水力悬浮输送可视化实验回路由水平玻璃管、弯头玻璃管、压力表、螺杆泵、蛇形管、温度计通过管线连接而成，回路的末端为连续弯曲的蛇形钢管，蛇形管前安装有螺杆泵和螺杆泵旁通管，螺杆泵旁通管安装有旁通阀，螺杆泵前的管路上还安装有水平玻璃管和弯头玻璃管，弯头玻璃管安装在管路的拐角处，水平玻璃管前面和管线上安装有压力表和温度计，水平玻璃管后面的管线上安装压力表。本实用新型可用于观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性，确定特定压力、温度条件下最为稳定悬浮液中的胶凝原油颗粒直径大小。
文档编号G01N15/02GK202008459SQ20112006707
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者刘晓燕, 刘立君, 武传燕, 王忠华, 谭英杰 申请人:东北石油大学