蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型有關(guān)于一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其有關(guān)于一種研究石油流動(dòng)條件下蠟沉積的 蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 含蠟原油是一種復(fù)雜的混合體系，它主要由蠟、膠質(zhì)、芳香烴、瀝青和輕烴組分組 成。當(dāng)溫度較高時(shí)，原油中的蠟組分處于溶解狀態(tài)，原油呈現(xiàn)牛頓流體流變性質(zhì)，隨著溫度 的降低，蠟組分逐漸結(jié)晶并析出，原油粘度隨之增大，并且具有非牛頓流體的特性。當(dāng)蠟晶 析出的量達(dá)到2%~3%時(shí)，便可形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將液態(tài)的原油包裹在其中，阻礙其流 動(dòng)，導(dǎo)致原油整體失去流動(dòng)性。
[0003] 在較低環(huán)境溫度下管輸含蠟原油時(shí)，原油中的蠟會(huì)沉積在低溫的管壁上形成沉積 物。大部分的原油中都溶解有一定的蠟，這些蠟都處在平衡狀態(tài)不會(huì)析出。但是當(dāng)壓力和溫 度條件改變的時(shí)候，蠟就很有可能析出，并沉積在管壁上。溫度是影響蠟沉積最重要的因 素，高分子石蠟的溶解度隨著溫度的降低而降低，最終導(dǎo)致析出。以上的蠟沉積過程給管道 輸送含蠟原油帶來了一系列問題：管路的有效內(nèi)徑減少，輸送壓力增大，管道輸送能力降 低，清管頻率增加，甚至造成蠟堵事故。而且管輸含蠟原油在較低出站油溫和低輸量運(yùn)行情 況下，容易出現(xiàn)流型和流態(tài)的變化，這會(huì)影響管道的壓降，增加管道的運(yùn)行成本。所以說蠟 沉積問題是影響管道安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行的一個(gè)重要問題。因此，開展蠟沉積的研究對(duì)節(jié) 約管道運(yùn)行費(fèi)用，確保管道安全輸送有著顯著的現(xiàn)實(shí)意義。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置，其能測(cè)定在流動(dòng)條件下的原油及 油水混合物的蠟沉積規(guī)律，對(duì)于管道安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要的意義。
[0005] 本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] 本實(shí)用新型提供一種蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置，所述蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置包括：
[0007]儲(chǔ)油罐，其具有儲(chǔ)油腔，所述儲(chǔ)油罐外套設(shè)有水套夾層，所述水套夾層與第一控溫 器相連；
[0008] 冷指，其設(shè)置在所述儲(chǔ)油腔內(nèi)，所述冷指具有內(nèi)筒和套設(shè)在所述內(nèi)筒外的外筒，所 述內(nèi)筒與所述外筒之間形成有環(huán)形空腔，所述環(huán)形空腔與第二控溫器相連；
[0009] 攪拌器，其具有穿設(shè)在所述內(nèi)筒中的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸穿出所述內(nèi)筒的一端連接有 多個(gè)攪拌槳，所述攪拌槳位于所述冷指的外周壁與所述儲(chǔ)油罐的內(nèi)周壁之間。
[0010] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述攪拌槳與所述轉(zhuǎn)軸之間連接有連桿，所述攪拌槳可移 動(dòng)地設(shè)置在所述連桿上。
[0011] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述水套夾層外套設(shè)有保溫層。
[0012] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述儲(chǔ)油罐內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。
[0013] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述攪拌器的轉(zhuǎn)軸與一電機(jī)相連。
[0014] 本實(shí)用新型的蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型在不使用攪拌器的情 況下，能夠進(jìn)行靜態(tài)蠟沉積實(shí)驗(yàn)，加入攪拌器可以模擬動(dòng)態(tài)原油蠟沉積實(shí)驗(yàn);通過攪拌器的 攪拌槳攪拌油品，使冷指的外壁面各處流速、受力、溫度相同，同時(shí)有利于油品中高碳數(shù)分 子析出。使用該攪拌器，不僅可以模擬純油的動(dòng)態(tài)蠟沉積實(shí)驗(yàn)，還可以實(shí)現(xiàn)模擬油水混合液 的蠟沉積實(shí)驗(yàn)，并且通過調(diào)節(jié)攪拌器的轉(zhuǎn)速來改變油水混合液摻混程度。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需 要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí) 施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖 獲得其他的附圖。
[0016] 圖1為本實(shí)用新型的蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的冷指的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型的蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置，其包括儲(chǔ)油罐1、冷指2和攪拌 器3,其中：儲(chǔ)油罐1具有儲(chǔ)油腔11，所述儲(chǔ)油罐1外套設(shè)有水套夾層12,所述水套夾層12與一 第一控溫器4相連;冷指2設(shè)置在所述儲(chǔ)油腔11內(nèi)，所述冷指2具有內(nèi)筒21和套設(shè)在所述內(nèi)筒 21外的外筒22,所述內(nèi)筒21與所述外筒22之間形成有環(huán)形空腔23,所述環(huán)形空腔23與一第 二控溫器5相連;攪拌器3具有穿設(shè)在所述內(nèi)筒21中的轉(zhuǎn)軸31，所述轉(zhuǎn)軸31穿出所述內(nèi)筒21 的一端連接有多個(gè)攪拌槳32，所述攪拌槳32位于所述冷指2的外周壁與所述儲(chǔ)油罐1的內(nèi)周 壁之間。
[0021] 具體是，儲(chǔ)油罐1大體呈筒狀，其具有儲(chǔ)油腔11，儲(chǔ)油腔11可容納實(shí)驗(yàn)所需的油品， 在本實(shí)施例中，儲(chǔ)油罐1的高度為220mm;水套夾層12套設(shè)在儲(chǔ)油罐1的外部，該水套夾層12 通過管路41連接第一控溫器4，在本實(shí)施例中，該第一控溫器4為第一控溫水浴儀，該管路41 的直徑為160mm，管路41的壁厚為2.5mm，其用于將水套夾層12內(nèi)的水的溫度控制在預(yù)定實(shí) 驗(yàn)溫度，從而保持儲(chǔ)油罐1內(nèi)的油品溫度在該預(yù)定實(shí)驗(yàn)溫度。
[0022] 進(jìn)一步的，儲(chǔ)油罐1內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器（圖中未示出），該溫度傳感器可測(cè)試儲(chǔ)油 罐1內(nèi)徑向各個(gè)位置處的油品溫度，其精度為〇.l°C。在本實(shí)用新型中，在儲(chǔ)油罐1外的水套 夾層12的外部還套設(shè)有保溫層，同時(shí)，在管路41上也套設(shè)有該保溫層，以保證儲(chǔ)油罐1內(nèi)的 油品溫度和管路41中的水的溫度在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中不向環(huán)境中流竄，降低熱損失對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié) 果的影響，保證實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行。
[0023] 如圖2所示，冷指2由內(nèi)筒21和外筒22組成，外筒22套設(shè)在內(nèi)筒21的外部，內(nèi)筒21與 外筒22之間形成有環(huán)形空腔23。在本實(shí)施例中，冷指2的高度為190_，冷指2的外筒22的直 徑為41.5_，外筒22的壁厚為2.5_，冷指2的內(nèi)筒21的直徑為14_，內(nèi)筒21的壁厚為2_。在 本實(shí)用新型中，冷指2的環(huán)形空腔23具有水流入口 231和水流出口 232,第二控溫器5通過管 路51分別與環(huán)形空腔23的水流入口 231和水流出口 232相連通，在本實(shí)用新型中，第二控溫 器5為第二控溫水浴儀，通過第二控溫器5控制環(huán)形空腔23內(nèi)的水的溫度，使該環(huán)形空腔23 內(nèi)的水的溫度低于儲(chǔ)油罐1內(nèi)的油品析蠟點(diǎn)溫度及油品的實(shí)驗(yàn)溫度，并且高于油品的凝點(diǎn) 溫度。
[0024] 如圖3所示，攪拌器3由轉(zhuǎn)軸31和連接在轉(zhuǎn)軸31上的多個(gè)攪拌槳32組成，在本實(shí)施 例中，轉(zhuǎn)軸31的上端與一電機(jī)6相連，其下端自冷指2的內(nèi)筒21中穿入儲(chǔ)油罐1的儲(chǔ)油腔11 內(nèi)，轉(zhuǎn)軸31的下端穿出內(nèi)筒21后通過多根連桿33與多個(gè)攪拌槳32相連，多個(gè)攪拌槳32位于 儲(chǔ)油罐1的內(nèi)周壁與冷指2的外周壁之間，其用于攪拌儲(chǔ)油腔11中的油品，通過調(diào)節(jié)電機(jī)6頻 率控制轉(zhuǎn)軸31的轉(zhuǎn)速，從而控制攪拌槳32的轉(zhuǎn)速。在本實(shí)用新型中，攪拌槳32可移動(dòng)地設(shè)置 在連桿33上，也即攪拌槳32可連接在連桿33徑向的不同位置處，以根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究要求，選擇 不同直徑的攪拌器3實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)油罐1內(nèi)的油品的攪拌；另外，本實(shí)用新型可設(shè)置不同長(zhǎng)度的 攪拌槳32,同時(shí)控制攪拌器3距儲(chǔ)油罐1的底部距離以及轉(zhuǎn)軸31的轉(zhuǎn)速，來實(shí)現(xiàn)控制儲(chǔ)油罐1 中油品的受剪切程度，從而模擬不同流動(dòng)條件下的動(dòng)態(tài)原油蠟沉積實(shí)驗(yàn)。在本實(shí)用新型中， 攪拌器3的直徑可為100mm和70mm。
[0025] 該蠟沉積實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)過程如下:利用第一控溫器4將儲(chǔ)油罐1內(nèi)的油品溫度控 制在預(yù)定實(shí)驗(yàn)溫度;利用第二控溫器5將冷指2的環(huán)形空腔23內(nèi)的水的溫度控制在低于儲(chǔ)油 罐1內(nèi)的油品溫度，且該環(huán)形空腔23內(nèi)的水的溫度低于該油品的析蠟點(diǎn)溫度并高于該油品 的凝點(diǎn)溫度;之后，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)6的頻率控制攪拌器3的轉(zhuǎn)軸31的轉(zhuǎn)速，使儲(chǔ)油罐1內(nèi)的 油品得到充分的攪動(dòng)和分散，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)條件下的蠟沉積模擬;然后，通過測(cè)量冷指2外壁面 的蠟沉積物的厚度，獲得不同溫度、不同攪拌條件下的蠟沉積規(guī)律。
[0026] 當(dāng)冷指2的外壁面的溫低度于儲(chǔ)油罐1內(nèi)的油品溫度及該油品的析蠟點(diǎn)溫度時(shí)，冷 指2的外壁面有蠟沉積物出現(xiàn)，使用游標(biāo)卡尺測(cè)量該蠟沉積物的直徑，即可計(jì)算出蠟沉積物 的厚度