專利名稱：環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置，具體涉及一種環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置。
背景技術(shù)：
原油及其采出液多采用加熱輸送，這主要利用原油粘度對(duì)溫度非常敏感、加熱降粘效果顯著的特點(diǎn)。原油及其采出液的流變特性、粘溫特性是輸油管道工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵物理性質(zhì)參數(shù)之一，蠟與浙青質(zhì)等重有機(jī)物的固相沉積評(píng)價(jià)是輸油管道安全保障的重要內(nèi)容，它們的傳統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià)方法主要采用流變學(xué)手段，但測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的吻合程度低。于是，可以模擬實(shí)際管道流體動(dòng)力學(xué)行為的環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置引起了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，比如英、美、法、挪威等國(guó)及中國(guó)都相繼建立了不同規(guī)模的原油及多相流體環(huán)道，其中油氣水多相流環(huán)道一般都沒有專門的溫控系統(tǒng)，而原油及其采出液環(huán)道則采用環(huán)道纏繞電加熱帶、電加熱器置于試樣或試樣罐夾層充循環(huán)介質(zhì)、大型長(zhǎng)方體熱水槽、局部管段用套管內(nèi)充循環(huán)介質(zhì)等溫控方式。對(duì)于環(huán)道纏繞電加熱帶溫控法，其加熱速度快、效率高，但是環(huán)道流體溫度場(chǎng)的均一性差，流體溫度控制困難，且近管壁油料易燒焦，電加熱帶容易燒斷，檢查斷點(diǎn)與更換困難，有保溫層的環(huán)道更是如此。對(duì)于長(zhǎng)方體熱水槽溫控法，環(huán)道整體浸泡在熱水中，均勻穩(wěn)定的溫度場(chǎng)往往通過噴灑熱水來實(shí)現(xiàn)，但由于噴灑水量較小，水槽中的水難以循環(huán)流動(dòng)，溫度場(chǎng)的均一性也就難以保證，而且水槽寬度與環(huán)道轉(zhuǎn)彎半徑相互制約。若水槽越寬，則耗水量越大、升溫速度越慢、耗電量越高；反之，水槽太窄，將影響環(huán)道轉(zhuǎn)彎半徑。因此，需要提供一種自動(dòng)控溫的環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體溫度控制裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置。本發(fā)明提供的環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置，包括環(huán)形水槽，該環(huán)形水槽由直槽部分和兩個(gè)圓弧形部分組成；所述直槽部分的中部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ；所述環(huán)形水槽內(nèi)設(shè)有若干加熱元件；所述環(huán)形水槽內(nèi)設(shè)有設(shè)有供實(shí)驗(yàn)流體通過的環(huán)形管路。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽可由若干段長(zhǎng)方形槽與2段半圓弧形槽組成；所述長(zhǎng)方形槽之間為密封連接；所述長(zhǎng)方形槽與所述半圓弧形槽之間為密封連接；所述密封連接可為膠帶密封連接或其它方式密封連接，便于裝卸與搬遷。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽由槽體與槽蓋組成，便于所述環(huán)道的裝卸、更換或維修；所述環(huán)形管路與所述環(huán)形水槽相游離，便于所述環(huán)形管路內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流體受熱均勻。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽的外側(cè)面上和外底面上均設(shè)有保溫層，所述保溫層內(nèi)可填充復(fù)合硅酸鹽保溫棉，可減少熱量的散失；所述保溫層上可設(shè)有防護(hù)層，可采用Ik銀色玻纖板作為防護(hù)層。
上述的溫度控制裝置，所述槽蓋可為夾層槽蓋；所述夾層槽蓋內(nèi)設(shè)有保溫材料，所述保溫材料可為復(fù)合硅酸鹽保溫棉。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽內(nèi)與所述進(jìn)水口的位置相應(yīng)處設(shè)有與所述環(huán)形水槽相游離的且兩端封閉的分散管，所述分散管與所述進(jìn)水口相連通，所述分散管的壁上設(shè)有若干個(gè)均勻分布的小孔，可以使進(jìn)入所述環(huán)形水槽的水流平緩、穩(wěn)定、無飛濺。上述的溫度控制裝置，所述加熱元件設(shè)置在所述環(huán)形水槽的內(nèi)側(cè)；所述加熱元件可為電加熱器；所述電加熱器為均勻分布的；可使所述環(huán)形水槽中的水與所述環(huán)道內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流體始終處于均勻的溫度場(chǎng)。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽上可設(shè)有液位計(jì)，用于控制水槽內(nèi)的水位高于所述電加熱元件，防止電加熱元件暴露于空氣中；所述環(huán)形水槽的側(cè)壁上設(shè)有可視窗口， 可觀察所述環(huán)形水槽內(nèi)環(huán)道內(nèi)的流體的流型。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽的兩個(gè)圓弧形水槽上均設(shè)有溫度變送器；用于控制溫度誤差。上述的溫度控制裝置，所述環(huán)形水槽由6段長(zhǎng)方形槽與2段半圓弧形槽組成。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)適應(yīng)性強(qiáng)環(huán)形水槽適合任何流體、任何規(guī)格及任何轉(zhuǎn)彎半徑的環(huán)道溫度控制，可根據(jù)環(huán)道轉(zhuǎn)彎對(duì)流體流動(dòng)影響最小的要求，設(shè)計(jì)環(huán)形水槽的轉(zhuǎn)彎半徑。(2)溫控可靠環(huán)道兩端安裝有溫度變送器，通過專門的控制單元及儀表，設(shè)置與控制實(shí)驗(yàn)流體的溫度；電加熱器均布在環(huán)形水槽內(nèi)側(cè)，環(huán)道置于環(huán)形水槽的水中，水從水槽長(zhǎng)度方向的中間進(jìn)出，通過適當(dāng)?shù)墓艿辣茫尚纬蓛傻姥h(huán)水流，使水槽中的水與環(huán)道流體始終處于均勻的溫度場(chǎng)。(3)節(jié)電節(jié)水本發(fā)明裝置的水槽呈環(huán)形，其用水量比幾何尺寸相同的長(zhǎng)方體水槽省，且環(huán)道轉(zhuǎn)彎半徑與長(zhǎng)度越大，節(jié)約水量越多，在溫升幅度與電加熱器功率相同的情況下，耗電量越低、加熱速度越快、效率越高；此外，環(huán)形水槽四周全面保溫，水槽蓋密閉性好、 熱散失低。(4)安全耐用實(shí)驗(yàn)流體在儲(chǔ)罐及環(huán)道中均通過循環(huán)水調(diào)節(jié)溫度，即使是易燃的油品，也不存在著火危險(xiǎn)；水槽及環(huán)道可采用不銹鋼材料，其耐腐蝕性強(qiáng)，經(jīng)久耐用。(5)安裝方便環(huán)形水槽具有足夠的空間，環(huán)道附件裝卸或更換及維護(hù)方便，且環(huán)形水槽由數(shù)段槽體與數(shù)十個(gè)蓋子組成，裝卸與搬遷方便。


圖1為本發(fā)明的溫度控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的溫度控制裝置的主視圖。圖3為本發(fā)明的溫度控制裝置的俯視圖。圖4為本發(fā)明的溫度控制裝置的俯剖視圖。圖5為圖4中沿A-A線的剖視圖。圖中各標(biāo)記如下1實(shí)驗(yàn)流體進(jìn)口、2實(shí)驗(yàn)流體出口、3閥門、4循環(huán)泵、5液位計(jì)、6 溫度變送器、7加熱元件、8供水口、9進(jìn)水口、10出水口、11排水口、12分散管、13環(huán)形水槽、 14環(huán)形管路、15保溫層、16夾層槽蓋、17管線支架、18小孔、19可視窗口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。本發(fā)明的環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置的示意圖如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所
7J\ ο本發(fā)明的溫度控制裝置包括環(huán)形水槽13，該環(huán)形水槽13由6段長(zhǎng)方形槽與2段半圓弧形槽組成，長(zhǎng)方形槽之間、長(zhǎng)方形槽與半圓弧形槽之間均通過焊接密封連接，長(zhǎng)方形槽與半圓弧形槽的材質(zhì)全為304不銹鋼；環(huán)形水槽13內(nèi)設(shè)有供實(shí)驗(yàn)流體通過的環(huán)形管路15， 實(shí)驗(yàn)流體從實(shí)驗(yàn)流體進(jìn)口 1進(jìn)入環(huán)形管路15，從實(shí)驗(yàn)流體出口 2流出環(huán)形管路15，環(huán)形管路15設(shè)置在管線支架17上從而與環(huán)形水槽13相游離，便于實(shí)驗(yàn)流體受熱均勻；進(jìn)水口 9 和出水口 10分別位于環(huán)形水槽13的直槽的中部，進(jìn)水口 9和出水口 10通過閥門3和循環(huán)泵4相連通；進(jìn)水口 9與連接有三通的分散管12相連通，分散管12通過管線支架17與環(huán)形水槽13相游離，其兩端為封閉的，分散管12的下側(cè)面設(shè)有均勻分布的100多個(gè)小孔18， 使進(jìn)入環(huán)形水槽13的水流平緩、穩(wěn)定、無飛濺；出水口 10用不銹鋼管與耐高溫管道泵相連， 從而使循環(huán)水在環(huán)形水槽13中形成兩個(gè)流程相同的循環(huán)；環(huán)形水槽13的外側(cè)面上及外底面上均設(shè)有保溫層14，可以減少熱量的散失，保溫層內(nèi)填充有復(fù)合硅酸鹽保溫棉，保溫層的外表面涂有Ik銀色玻纖板作防護(hù)層；環(huán)形水槽13的內(nèi)側(cè)上設(shè)有均勻分布的6個(gè)加熱元器 7，用于加熱循環(huán)水以及環(huán)形管路15內(nèi)的流體；環(huán)形水槽13的兩個(gè)半圓弧形水槽上各設(shè)有一個(gè)溫度變送器6，用于控制循環(huán)水的溫度在環(huán)形水槽13的長(zhǎng)度方向上的溫差；環(huán)形水槽 13上設(shè)有34個(gè)夾層槽蓋16，便于裝卸與維護(hù)環(huán)形管路15及其附件，夾層槽蓋16中充滿保溫材料，可以減少熱量的散失；環(huán)形水槽13上設(shè)有一個(gè)液位計(jì)5，用于控制環(huán)形水槽13內(nèi)的水位；環(huán)形水槽13的側(cè)壁上設(shè)有一個(gè)可視窗口 19，用于觀察水槽內(nèi)的環(huán)形管路15中流體的流型；環(huán)形水槽13的外側(cè)壁上設(shè)有供水口 8，其相對(duì)的側(cè)壁上設(shè)有排水口 11，可以將室溫自來水從供水口 8進(jìn)入環(huán)形水槽13內(nèi)，從排水口 11排出環(huán)形水槽13，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)流體降溫的目的。本發(fā)明的上述溫度控制裝置中，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)環(huán)形水槽13的尺寸、長(zhǎng)方形槽的個(gè)數(shù)和槽蓋的個(gè)數(shù)；環(huán)形水槽13還可以用其它耐腐蝕性的材質(zhì)制成；分散管12的下側(cè)面設(shè)有的小孔18的個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)；保溫層14內(nèi)和夾層槽蓋16中還可以填充其它保溫材料；環(huán)形水槽13內(nèi)側(cè)設(shè)置的加熱元器7的個(gè)數(shù)及其分布可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。使用本發(fā)明的上述溫度控制裝置時(shí)，根據(jù)循環(huán)水在循環(huán)水槽13內(nèi)的流速和加熱溫度的要求以及環(huán)形水槽13的熱損失，確定加熱元器7的功率；環(huán)形水槽13內(nèi)的循環(huán)水保持恒溫時(shí)要求循環(huán)水在水槽長(zhǎng)、寬、高各方向每米溫差不超過士0.2°C，水流速一般在 0. 1 0. 5m/s之間，然后根據(jù)水槽流道的面積確定水槽中水的單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的水量，由此確定耐高溫的循環(huán)水泵型號(hào)；開啟循環(huán)水泵和加熱元器7，循環(huán)水從進(jìn)水口 9進(jìn)入環(huán)形水槽13內(nèi)，然后分為兩個(gè)流程相同的循環(huán)再環(huán)形水槽13內(nèi)流動(dòng)，在循環(huán)泵4的作用下從出水口 10排出；從而使水槽內(nèi)的溫度均勻的循環(huán)水加熱環(huán)形管路15內(nèi)的實(shí)驗(yàn)流體，進(jìn)而評(píng)價(jià)流體的粘溫特性和流變特性。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置，其特征在于所述裝置包括環(huán)形水槽，該環(huán)形水槽由直槽部分和兩個(gè)圓弧形部分組成；所述直槽部分的中部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口 ； 所述環(huán)形水槽內(nèi)設(shè)有若干加熱元件；所述環(huán)形水槽腔內(nèi)設(shè)有供實(shí)驗(yàn)流體通過的環(huán)形管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽由若干段長(zhǎng)方形槽與2段半圓弧形槽組成；所述長(zhǎng)方形槽之間為密封連接；所述長(zhǎng)方形槽與所述半圓弧形槽之間為密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽由槽體與槽蓋組成；所述環(huán)形管路與所述環(huán)形水槽相游離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽的外側(cè)面上和外底面上均設(shè)有保溫層；所述保溫層上設(shè)有防護(hù)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的溫度控制裝置，其特征在于所述槽蓋為夾層槽蓋；所述夾層槽蓋內(nèi)設(shè)有保溫材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽內(nèi)與所述進(jìn)水口的位置相應(yīng)處設(shè)有與所述環(huán)形水槽相游離的且兩端封閉的分散管，所述分散管與所述進(jìn)水口相連通，所述分散管的壁上設(shè)有若干個(gè)小孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述加熱元件設(shè)置在所述環(huán)形水槽的內(nèi)側(cè)；所述加熱元件為電加熱器；所述電加熱器為均勻分布的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽上設(shè)有液位計(jì)；所述環(huán)形水槽的側(cè)壁上設(shè)有可視窗口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽的兩個(gè)圓弧形水槽上均設(shè)有溫度變送器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的溫度控制裝置，其特征在于所述環(huán)形水槽由6段長(zhǎng)方形槽與2段半圓弧形槽組成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種環(huán)道實(shí)驗(yàn)流體的溫度控制裝置。該裝置包括環(huán)形水槽，該環(huán)形水槽由直槽部分和兩個(gè)圓弧形部分組成；所述直槽部分的中部分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口；所述環(huán)形水槽內(nèi)設(shè)有加熱元件；所述環(huán)形水槽內(nèi)設(shè)有供實(shí)驗(yàn)流體通過的環(huán)形管路。本發(fā)明提供的裝置可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流體溫度的自動(dòng)控制，確保實(shí)驗(yàn)流體的管流特性及固相沉積特性評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)F24H9/18GK102506499SQ20111035017
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者任馳遠(yuǎn), 余敏, 周曉紅, 喻西崇, 姚海元, 敬加強(qiáng), 朱紅鈞, 李清平, 王濤, 程兵, 邱伊婕, 陳俊文 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海石油研究中心, 西南石油大學(xué)