本發(fā)明涉及一種高壓管線中聚合物溶液粘度分析裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段檢測聚合物溶液在高壓管線中的粘度，主要采用人工取樣后送至化驗(yàn)室檢測。由于取樣過程中存在壓力降且對取樣人員操作手法要求高，極易對樣品產(chǎn)生機(jī)械剪切，所得結(jié)果誤差大，因此人工取樣檢測無法實(shí)現(xiàn)簡便、連續(xù)、快捷、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析。

為了克服人工取樣檢測的不足，目前已有多種形式的在線粘度測量裝置，其中使用的常規(guī)轉(zhuǎn)子泵所能承受的壓力一般在4mpa以下。主要原因是，通常為確保泵內(nèi)液體的密封性，需要在轉(zhuǎn)軸與泵體接合處安裝密封件，而所述密封件多采用骨架式密封圈，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，泵內(nèi)壓力達(dá)到2mpa時(shí)，泵內(nèi)液體會從密封圈與轉(zhuǎn)軸接合處滲漏；另外常用的一種密封件為機(jī)械密封，機(jī)械密封多用于水泵，若將機(jī)械密封安裝在轉(zhuǎn)子泵上，在泵內(nèi)壓力達(dá)到4mpa時(shí)，也有漏液現(xiàn)象出現(xiàn)，所以這兩類密封件并不足以讓轉(zhuǎn)子泵承受高壓，并且骨架式密封圈也不能完全隔離空氣，聚合物溶液接觸氧氣后，會產(chǎn)生化學(xué)降解。所以解決轉(zhuǎn)子泵承受高壓及完全隔離氧氣問題，是實(shí)現(xiàn)聚合物溶液高壓在線粘度測量的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種聚合物溶液高壓在線流變分析裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)超過20mpa壓力的粘度測量，而且所測結(jié)果為聚合物溶液的真實(shí)粘度。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種聚合物溶液高壓在線流變分析裝置，包括高壓軟管、過濾器、轉(zhuǎn)子泵、流量傳感器、差壓傳感器、毛細(xì)盤管、蓄能器及計(jì)算機(jī)，所述高壓軟管包括接入軟管與接出軟管，其中接入軟管與聚合物溶液高壓管線密封連接，接入軟管的出口連接第一三通閥，第一三通閥的另兩個接口分別連接過濾器，這兩個過濾器的出口均與第二三通閥管線連接，且在這兩個過濾器的入口與出口之間并聯(lián)第一差壓傳感器；第二三通閥的另一接口管線連接轉(zhuǎn)子泵，轉(zhuǎn)子泵的出口管線連接流量傳感器，流量傳感器的另一端與毛細(xì)盤管管線連接，毛細(xì)盤管的出口管線連接球閥，且在毛細(xì)盤管的入口與出口之間并聯(lián)第二差壓傳感器，在毛細(xì)盤管與球閥之間的管線上設(shè)置支線，該支線的出口連接蓄能器，球閥的出口與接出軟管連接，接出軟管的出口與聚合物溶液高壓管線密封連接；其特征在于：所述轉(zhuǎn)子泵，包括伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、密封環(huán)、泵體及軸承，其中轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子組成，所述泵體左側(cè)中心設(shè)置泵腔，泵體內(nèi)設(shè)置與泵腔連通的進(jìn)液流道及排液流道；所述密封環(huán)，其直徑與泵體直徑相同，其中心設(shè)置密封腔，密封腔內(nèi)注入密封液，密封環(huán)體上設(shè)置密封液注入口，密封環(huán)的左側(cè)中心設(shè)置密封槽；所述密封環(huán)右端與泵體之間通過螺栓及定位銷固定連接，密封環(huán)左端通過螺栓固定連接在伺服電機(jī)側(cè)面；轉(zhuǎn)軸沿密封環(huán)的中心軸穿過，轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)體的兩端接合處分別設(shè)置o型圈，優(yōu)選每一處設(shè)置兩個o型圈，如果第一個泄露第二個將會繼續(xù)起到密封的作用；內(nèi)轉(zhuǎn)子及外轉(zhuǎn)子裝在轉(zhuǎn)軸上并置于泵腔內(nèi)，軸承裝在轉(zhuǎn)軸上并置于密封槽內(nèi)，轉(zhuǎn)軸與伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器固定連接，第一差壓傳感器、第二差壓傳感器及流量傳感器所采集的信號傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照公式算出所流經(jīng)液體的粘度值，所述計(jì)算公式為：

其中，μ為粘度，單位為pa·s；r為毛細(xì)盤管半徑，單位為m；δp為毛細(xì)盤管兩端壓差，單位為pa；l為毛細(xì)盤管長度，單位為m；q為毛細(xì)盤管內(nèi)流量，單位為m³/s。

本發(fā)明的有益效果：

1、實(shí)現(xiàn)對高壓管線、井口等位置的在線粘度測量；

2、測量結(jié)果真實(shí)有效；

3、裝置可移動、安裝方便、操作簡單，便于測量不同檢測點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是轉(zhuǎn)子泵的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖通過對本發(fā)明裝置作詳細(xì)說明：

由圖1所示：一種聚合物溶液高壓在線流變分析裝置，包括高壓軟管、過濾器、轉(zhuǎn)子泵7、流量傳感器8、差壓傳感器、毛細(xì)盤管9、蓄能器12及計(jì)算機(jī)，所述高壓軟管包括接入軟管2與接出軟管14，其中接入軟管2與接出軟管14分別密封連接在聚合物溶液高壓管線1上，接入軟管2的出口連接第一三通閥3，第一三通閥3的另兩個接口分別連接第一過濾器4及第二過濾器5，第一過濾器4及第二過濾器5的出口均與第二三通閥6管線連接，且在第一過濾器4及第二過濾器5的入口與出口之間并聯(lián)第一差壓傳感器10，第一差壓傳感器10用于檢測過濾器兩端壓力，判斷過濾器是否有堵塞情況；第二三通閥6的另一接口管線連接轉(zhuǎn)子泵7，轉(zhuǎn)子泵7的出口管線連接流量傳感器8，流量傳感器8用于監(jiān)測裝置內(nèi)流量，流量傳感器8的另一端管線連接毛細(xì)盤管9，毛細(xì)盤管9的出口與球閥13管線連接，且在毛細(xì)盤管9的入口與出口之間并聯(lián)第二差壓傳感器11，在毛細(xì)盤管9與球閥13之間的管線上設(shè)置支線，該支線的出口連接蓄能器12，球閥13的出口與接出軟管14連接，接出軟管14的出口與聚合物溶液高壓管線1密封連接；由圖2結(jié)合圖3所示：所述轉(zhuǎn)子泵7，包括伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)軸7-2、轉(zhuǎn)子、密封環(huán)7-13、泵體7-11及軸承7-3，其中轉(zhuǎn)子由內(nèi)轉(zhuǎn)子7-8及外轉(zhuǎn)子7-9組成，所述泵體7-11左側(cè)中心設(shè)置泵腔，泵體內(nèi)部設(shè)置與泵腔連通的進(jìn)液流道7-12及排液流道7-7；所述密封環(huán)7-13，其直徑與泵體7-11直徑相同，其中心設(shè)置密封腔7-5，密封腔7-5內(nèi)注入密封液，密封環(huán)體上設(shè)置密封液注入口7-4，密封環(huán)7-13的左側(cè)中心設(shè)置密封槽；密封環(huán)7-13安裝在泵體7-11與伺服電機(jī)7-1之間，密封環(huán)右端與泵體之間通過第一螺栓7-15及定位銷7-10定位固定連接，密封環(huán)左端通過第二螺栓7-14固定連接在伺服電機(jī)7-1側(cè)面；轉(zhuǎn)軸7-2沿密封環(huán)7-13的中心軸穿過，轉(zhuǎn)軸7-2與密封環(huán)體的兩端接合處分別設(shè)置o型圈7-6，優(yōu)選每一接合處設(shè)置兩個o型圈7-6，如果第一個o型圈泄露則第二個o型圈將會繼續(xù)起到密封的作用；內(nèi)轉(zhuǎn)子7-8及外轉(zhuǎn)子7-9裝在轉(zhuǎn)軸7-2上并置于泵腔內(nèi)，軸承7-3裝在轉(zhuǎn)軸7-2上并置于密封槽內(nèi)，轉(zhuǎn)軸7-2與伺服電機(jī)7-1通過聯(lián)軸器固定連接，第一差壓傳感器10、第二差壓傳感器11及流量傳感器8所采集的信號直接傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照公式自動算出所流經(jīng)液體的粘度值，所述計(jì)算公式為：

其中，μ為粘度，單位為pa·s；r為毛細(xì)盤管半徑，單位為m；δp為毛細(xì)盤管兩端壓差，單位為pa；l為毛細(xì)盤管長度，單位為m；q為毛細(xì)盤管內(nèi)流量，單位為m³/s。

本發(fā)明技術(shù)方案的原理說明：

密封環(huán)體內(nèi)設(shè)置密封腔，內(nèi)注密封液，可確保聚合物溶液與空氣完全隔離；轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)體兩側(cè)設(shè)置的o型圈，一方面具有密封作用，另一方面，因?yàn)閛型圈是一種擠壓型密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成接觸壓力，接觸壓力大于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓則不發(fā)生泄漏，反之則發(fā)生泄漏；經(jīng)測算，o型圈與轉(zhuǎn)軸之間的接觸壓力大于20mpa，這樣就可以保證本發(fā)明裝置可以長時(shí)間的在高壓下工作。

下面介紹本發(fā)明所述的高壓在線流變裝置測量液體粘度的流程：

1.將接入軟管及接出軟管連接到聚合物溶液管線上；

2.打開兩個三通閥及球閥；

3.待測聚合物溶液通過高壓軟管流經(jīng)整個裝置；

4.待轉(zhuǎn)子泵運(yùn)行穩(wěn)定后，觀察第一差壓傳感器、第二差壓傳感器，以及流量傳感器，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常；

5.系統(tǒng)自動記錄所測毛細(xì)管兩端壓力值δp2及流量值q，并通過監(jiān)測過濾器兩端壓力值δp1判斷過濾器是否有堵塞情況；

6.計(jì)算機(jī)按照公式自動測算待測聚合物溶液粘度值。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，不能以其限定發(fā)明實(shí)施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。