一種流變特性測(cè)定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探技術(shù)，特別是關(guān)于石油的流變特性測(cè)定技術(shù)，具體的講是一 種流變特性測(cè)定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 原油室內(nèi)流變參數(shù)的測(cè)定是原油管輸工藝計(jì)算的基礎(chǔ)，管道內(nèi)流動(dòng)的流體由于其 在橫截面上速度變化率的分布不同，所以各部位流體所受到的剪切效應(yīng)不同。對(duì)于牛頓流 體，其表觀粘度與剪切速率無關(guān)，因此可以用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)來研究其在管道內(nèi)的流動(dòng)。對(duì)于具 有非牛頓體性質(zhì)的含蠟原油，由于流變性質(zhì)隨其經(jīng)歷的熱歷史和剪切歷史而變化，因此，在 測(cè)量流變參數(shù)之前必須對(duì)它流動(dòng)的熱歷史和剪切歷史先進(jìn)行與實(shí)際管流盡可能一致的模 擬。
[0003] 目前使用的管流模擬方法有旋轉(zhuǎn)流變儀、攪拌罐和各種類型的試驗(yàn)環(huán)道等三類。 這幾種模擬方法即使在相同的熱歷史條件下，結(jié)果相差也很大。旋轉(zhuǎn)流變儀使用方便，對(duì)牛 頓體的測(cè)試和不考慮歷史效應(yīng)、無觸變性的非牛頓體的分析測(cè)試能給出準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果， 但對(duì)呈非牛頓體的原油管道流動(dòng)的模擬，由于剪切類型與實(shí)際管流存在差別，很難得到滿 意的結(jié)果。另外，由于試驗(yàn)用樣少，易形成不均勻體系，常常降低樣品的代表性。攪拌罐模 擬對(duì)呈牛頓體的原油在生產(chǎn)運(yùn)行的溫度范圍內(nèi)與實(shí)際管道較接近，但因其不能準(zhǔn)確描述剪 切強(qiáng)度，也沒有測(cè)量功能，在模擬非牛頓原油和加劑油低溫流動(dòng)段的應(yīng)用上受到了限制。環(huán) 道模擬裝置在剪切類型上與生產(chǎn)管道一致，對(duì)流變性依賴其流動(dòng)歷史的非牛頓體流模擬較 為合理。但傳統(tǒng)的環(huán)道裝置存在被測(cè)流體頻繁過栗而改變剪切歷史、計(jì)算管徑不確定等問 題，降低了模擬結(jié)果的使用價(jià)值。
[0004] 為了模擬流體的管流剪切作用，陸續(xù)又有環(huán)形循環(huán)管道觀測(cè)裝置、輪管流動(dòng)模擬 器等問世，其中前者由一個(gè)磁力驅(qū)動(dòng)的柱塞推動(dòng)液體在管內(nèi)循環(huán)，通過測(cè)量壓降隨時(shí)間的 變化率和驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)周期確定被測(cè)流體的流變性參數(shù)，后者則是利用旋轉(zhuǎn)輪管使半充滿 于其中的流體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過輪管轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩確定液體的粘度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種流變特性測(cè)定裝置，流變特性測(cè)定裝置包括：旋轉(zhuǎn)環(huán)管 模擬裝置、過栗剪切模擬裝置；其中，
[0006] 所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置包括：環(huán)管、溫度傳感器、壓力傳感器及磁信號(hào)傳感器， 所述溫度傳感器、壓力傳感器及磁信號(hào)傳感器設(shè)置于所述環(huán)管內(nèi)；
[0007] 所述過栗剪切裝置包括：離心栗和儲(chǔ)油罐，所述儲(chǔ)油罐兩端均設(shè)有電動(dòng)閥門，所述 儲(chǔ)油罐一端連接到所述環(huán)管的回流孔，所述儲(chǔ)油罐的另一端通過離心栗連接到所述環(huán)管的 抽油孔。
[0008] 本發(fā)明一實(shí)施例中，離心栗通過軟管連接到所述環(huán)管的抽油孔，所述離心栗與所 述環(huán)管之間設(shè)有單向電動(dòng)閥門以控制離心栗與環(huán)管內(nèi)部的連通。
[0009] 本發(fā)明一實(shí)施例中，流變特性測(cè)定裝置還包括：溫控箱，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置和 過栗剪切模擬裝置均設(shè)置于溫控箱。
[0010] 本發(fā)明一實(shí)施例中，環(huán)管通過兩根角度相交的拉筋固定于溫控箱，油罐的兩端分 別卡箍與兩拉筋
[0011] 本發(fā)明一實(shí)施例中，在儲(chǔ)油罐位于抽油相位時(shí)的底部，設(shè)有一手動(dòng)球閥。
[0012] 本發(fā)明一實(shí)施例中，環(huán)管形成的圓環(huán)的曲率半徑為1000mm，環(huán)管直徑為50mm，儲(chǔ) 油罐的罐長(zhǎng)為700mm，外徑為75mm，內(nèi)徑為65mm。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例提供的旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置利用兩液端液位差確定流體的流變性參 數(shù)，解決了轉(zhuǎn)輪流動(dòng)模擬器的流體粘壁問題，并能同時(shí)進(jìn)行過栗、回流模擬測(cè)試。
[0014] 為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0015] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)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 發(fā)明的一些實(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為本發(fā)明公開的一種流變特性測(cè)定裝置的示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明公開的流變特性測(cè)定裝置的環(huán)管內(nèi)流體示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明公開的流變特性測(cè)定裝置的過栗過程示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明公開的流變特性測(cè)定裝置的回流過程示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明公開的流變特性測(cè)定裝置的插板電路連通狀態(tài)示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明公開的流變特性測(cè)定裝置的一實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例公開了一種流變特性測(cè)定裝置，如圖1所示，為本發(fā)明公開的流變 特性測(cè)定裝置的示意圖，該流變特性測(cè)定裝置包括：旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置、過栗剪切模擬裝 置；其中，
[0024] 旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置包括：環(huán)管101、溫度傳感器、壓力傳感器及磁信號(hào)傳感器，溫 度傳感器、壓力傳感器及磁信號(hào)傳感器設(shè)置于環(huán)管內(nèi)（其中各傳感器設(shè)置于環(huán)管內(nèi)，圖中 未標(biāo)不）；
[0025] 過栗剪切模擬裝置包括：離心102栗和儲(chǔ)油罐103,儲(chǔ)油罐102兩端均設(shè)有電動(dòng)閥 門，儲(chǔ)油罐一端連接到環(huán)管101的回流孔，儲(chǔ)油罐103的另一端通過離心栗102連接到環(huán)管 101的抽油孔。
[0026] 本發(fā)明的目的是提供一種模擬管道內(nèi)流體流動(dòng)和實(shí)時(shí)測(cè)量的裝置，模擬整條原油 管道的多站間流動(dòng)并實(shí)現(xiàn)粘度等流變特性的實(shí)時(shí)采集。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技 術(shù)方案做詳細(xì)說明：
[0027] 本發(fā)明的流變特性測(cè)定裝置包括流變特性測(cè)定裝置和過栗剪切模擬裝置，其中， 本發(fā)明實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)環(huán)管模擬裝置包括：管流剪切模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)、環(huán)境溫度 控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成，下面分別對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0028] 1、管流剪切模擬系統(tǒng)包括：不銹鋼環(huán)管、驅(qū)動(dòng)裝置及控制箱，本實(shí)施例中不銹鋼環(huán) 管的曲率半徑R= 1000mm，環(huán)管內(nèi)徑d = 50mm，驅(qū)動(dòng)裝置由兩臺(tái)無級(jí)調(diào)速單相電機(jī)，減速比 分別為30B和100B，可使環(huán)管在1~15r/min之間的任意轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)管的剪切率范圍在 20-300s 1 之間。
[0029] 2、數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)：由PtlOO溫度傳感器、YZD型壓力傳感器（測(cè)量范圍0~ 40kPa，準(zhǔn)確度等級(jí)0. 1級(jí)）、KMI18磁信號(hào)傳感器、數(shù)據(jù)采集板和電刷（電刷，傳導(dǎo)電流的 滑動(dòng)接觸體）組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子與磁頭的中心線對(duì)齊時(shí)，恰好對(duì)應(yīng)圓環(huán)最低點(diǎn)，以確定圓環(huán)最低 點(diǎn)。
[0030] 3、本實(shí)施中的環(huán)境溫度控制系統(tǒng)包括：箱體、加熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)及智能控制系 統(tǒng)。
[0031] a、箱體：
[0032] 本實(shí)施例中要求環(huán)管控溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度為0~70°C。根據(jù)設(shè)計(jì)溫度的要求和絕 熱層材料性能要求等綜合考慮，聚乙烯泡沫塑料符合需要，同時(shí)可以滿足制冷和保溫兩方 面的要求。根據(jù)環(huán)道管輸模擬裝置的形狀大小以及布局，確定本實(shí)施例中的箱體的高度為 2. 25m，長(zhǎng)度為I. 80m，寬為0· 50m。綜合考慮選取箱體的厚度為70臟。
[0033] b、加熱系統(tǒng)：包括加熱裝置和風(fēng)機(jī)；
[0034] 本實(shí)施例中加熱裝置為兩根功率I. 5kW的U型加熱管（雙開加熱裝置的升溫速率 約為0. 3°C /min)，同時(shí)在加熱管的下方各安裝1臺(tái)風(fēng)機(jī)，使箱內(nèi)空氣在測(cè)量時(shí)