毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于液體粘度測定技術領域，目的是提供一種提高樣品利用率、提高測量精度的毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法，包括活塞容器、配樣器、儲樣容器、毛細管，通過手動泵將儲樣容器中的樣品注入配樣器及毛細管中，利用精密驅替泵進行恒定流量注入，使樣品在毛細管中流動，通過對壓差和流量的采集實現(xiàn)粘度的測定，測定效率高，測定過程中通過壓力跟蹤泵及活塞容器能實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)和控制，保證系統(tǒng)壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高測量精度，且通過活塞容器收集測定樣品，實現(xiàn)樣品再利用，提高了樣品的利用率，采用配樣器可對樣品進行混合配制，避免了含氣樣品在靜置時出現(xiàn)脫氣現(xiàn)象，提高測量精度。
【專利說明】
毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于液體粘度測定技術領域，特別是涉及一種毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法。
【背景技術】
[0002]目前，測定流體粘度的方法有很多，其中毛細管法是最常用的一種。但是針對地層條件以及高溫高壓流體的粘度測定裝置仍然不多，并且精度不高。很多現(xiàn)有毛線管粘度測定設備，測定原樣品品時，是經(jīng)過外部設備配制后再注入毛細管線系統(tǒng)進行測定的，這樣就難免在樣品靜置過程中造成樣品物性的變化。此外，一般為提供系統(tǒng)壓力，采用背壓閥控制系統(tǒng)壓力，由于背壓閥控制精度不高，因此導致系統(tǒng)壓力不能穩(wěn)定在固定壓力范圍內(nèi)，導致試驗誤差增大。
[0003]CN102928320A公開了一種在鉆井取心現(xiàn)場測定稠油粘度的裝置及方法，先采用標準粘度油對毛細管進行標定，再將擠壓出來的稠油樣品經(jīng)過過濾后進入油樣活塞容器，進行測定。該裝置用于對現(xiàn)場的稠油進行測定，稠油直接流出。而在實際測定中，常需要對樣品進行多次測定，在對樣品進行一次測定后，樣品若直接流出，由于條件改變，使得樣品物性發(fā)生變化，不能再重新利用，對樣品造成了浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術冋題是提供一種提尚樣品利用率、提尚測量精度的毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種毛細管粘度測定儀，包括毛細管、真空裝置，其中還包括活塞容器、配樣器、儲樣容器、差壓測量模塊，壓力跟蹤栗的出口經(jīng)第一管路與活塞容器連通，第一管路上串聯(lián)第一閥門，活塞容器的出口處安裝第二閥門，手動栗的出口經(jīng)管路與儲樣容器連通，儲樣容器的出口與進樣管路連接，進樣管路上串聯(lián)進樣閥，進樣管路分別通過第一分支管路、第二分支管路與毛細管、配樣器連接，第一分支管路上串聯(lián)第四閥門，毛細管的出口分別與第二閥門、排氣閥連接，排氣閥與回收桶連通，精密驅替栗經(jīng)第二管路與配樣器連通，第二管路上串聯(lián)第三閥門，毛細管的兩端并聯(lián)差壓測量模塊，真空裝置經(jīng)真空閥與第二分支管路連接，活塞容器、配樣器、毛細管、差壓測量模塊都安裝在恒溫箱內(nèi)。
[0007]本發(fā)明毛細管粘度測定儀，進一步的，所述差壓測量模塊包括多個并聯(lián)連接的差壓傳感器，差壓傳感器的兩端分別安裝第五、第六閥門，差壓傳感器的兩端并聯(lián)旁通閥，多個差壓傳感器的量程和精度不同。
[0008]本發(fā)明毛細管粘度測定儀，進一步的，所述差壓傳感器的數(shù)量為4-6個。
[0009]本發(fā)明毛細管粘度測定儀，進一步的，所述真空裝置包括依次連接的真空栗、緩沖罐、干燥罐，干燥罐經(jīng)真空閥與第二分支管路連接。
[0010]本發(fā)明還提供了采用上述毛細管粘度測定儀進行流體粘度的測定方法，包括以下步驟:
[0011](I)利用壓力跟蹤栗給活塞容器注入液體，當活塞容器中活塞到頂部時，停止注入，并將壓力設定為初始值P1;
[0012](2)利用真空裝置對配樣器及整個毛細管系統(tǒng)抽真空；
[0013](3)開啟恒溫箱，使其恒定在某一試驗溫度下，開始試驗；
[0014](4)利用手動栗將儲樣容器中的樣品注入到配樣器及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿樣品時，打開排氣閥，向系統(tǒng)繼續(xù)注入樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，然后關閉排氣閥，繼續(xù)使用手動栗注入樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿樣品，關閉進樣閥；
[0015](5)開啟精密驅替栗，設置相應的流量，進行恒定流量注入水，注入時當系統(tǒng)累計壓力接近Pl時，停止注入，保證第一、第三閥門處于開啟狀態(tài)；
[0016](6)開啟最大量程差壓傳感器兩端的第五、第六閥門并且關閉對應的旁通閥，關閉其他所有差壓傳感器兩端的第五、第六閥門并且開啟對應的旁通閥，開啟精密驅替栗，進行恒定流量注入水，壓力顯示穩(wěn)定后，停止注入，選擇合適量程的差壓傳感器，開啟該差壓傳感器兩端的閥門并關閉對應的旁通閥，繼續(xù)進行恒定流量注入，測定壓差，根據(jù)流量和壓差測定出對應粘度值；
[0017](7)當所需數(shù)據(jù)測定完成時，調(diào)整恒溫箱溫度，設置為其他溫度，重復步驟(6)，繼續(xù)測定不同環(huán)境溫度下壓差值和相應粘度值；
[0018](8)當配樣器中樣品完成試驗后，同時活塞容器收集測定樣品完成，打開所有差壓傳感器兩端閥門及旁通閥，通過壓力跟蹤栗推動活塞將活塞容器中的樣品推送到配樣器中，重復上述步驟(5)?(7)，繼續(xù)進行試驗。
[0019]本發(fā)明流體粘度的測定方法，進一步的，步驟(4)中，當測定含氣樣品時，先利用手動栗將純凈樣品注入配樣器及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿純凈樣品時，打開排氣閥，向系統(tǒng)繼續(xù)注入純凈樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，然后關閉排氣閥，繼續(xù)使用手動栗注入純凈樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿純凈樣品，關閉第四閥門，利用手動栗將儲樣容器中的氣體注入到配樣器中，通過轉動配樣器將氣體與純凈樣品混合均勻，從而配制好含氣樣品。
[0020]本發(fā)明流體粘度的測定方法，進一步的，步驟(7)中，通過改變活塞容器的壓力，改變系統(tǒng)壓力，測定該樣品在同一溫度不用壓力條件下的粘度值。
[0021]本發(fā)明流體粘度的測定方法，進一步的，步驟(I)中，液體采用樣品或標準樣品。?0022] 本發(fā)明流體粘度的測定方法，進一步的，步驟(2)中，抽真空時間為20?40min。
[0023]本發(fā)明毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法與現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果:
[0024]1.本發(fā)明包括活塞容器、配樣器、儲樣容器、毛細管，通過手動栗將儲樣容器中的樣品注入配樣器及毛細管中，利用精密驅替栗進行恒定流量注入，使樣品在毛細管中流動，通過對壓差和流量的采集實現(xiàn)粘度的測定，測定效率高，測定過程中通過壓力跟蹤栗及活塞容器能實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)和控制，保證系統(tǒng)壓力處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高測量精度，且通過活塞容器收集測定樣品，實現(xiàn)樣品再利用，提高了樣品的利用率，采用配樣器可對樣品進行混合配制，避免了含氣樣品在靜置時出現(xiàn)脫氣現(xiàn)象，提高測量精度。
[0025]2.差壓測量模塊包括多個不同量程不同精度的差壓傳感器，測量時可選擇合適量程的差壓傳感器，進一步提高了測量精度，測量范圍廣。
[0026]下面結合附圖對本發(fā)明的毛細管粘度測定儀及流體粘度的測定方法作進一步說明。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明毛細管粘度測定儀的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，本發(fā)明毛細管粘度測定儀包括活塞容器1、配樣器2、儲樣容器3、毛細管4、差壓測量模塊、真空裝置，壓力跟蹤栗5的出口經(jīng)第一管路11與活塞容器I連通，第一管路11上串聯(lián)第一閥門12，活塞容器I的出口處安裝第二閥門13。
[0029]手動栗6的出口經(jīng)管路與儲樣容器3連通，儲樣容器3的出口與進樣管路31連接，進樣管路31上串聯(lián)進樣閥32，進樣管路31分別通過第一分支管路33、第二分支管路34與毛細管4、配樣器2連接，第一分支管路33上串聯(lián)第四閥門35，毛細管4的出口分別與第二閥門13、排氣閥36連接，排氣閥36與回收桶37連通。精密驅替栗7經(jīng)第二管路21與配樣器2連通，第二管路21上串聯(lián)第三閥門22。精密驅替栗7用于控制精確恒定的流量，在合理的流量注入下毛細管內(nèi)實現(xiàn)流體的連續(xù)性注入，為穩(wěn)定的壓差采集提供可靠動力。手動栗6可以快速將儲樣容器內(nèi)的樣品及其它需添加的溶劑注入配樣器中，并可使系統(tǒng)整體在帶壓環(huán)境下測定，測定效率高。儲樣容器3采用活塞式儲樣筒。配樣器2采用活塞式配樣器，密封性能良好，具有很高的耐腐蝕性性能。配樣器2可通過電機帶動轉動，實現(xiàn)對混合樣品的配制，從而保證樣品的真實性。
[0030]毛細管4的兩端并聯(lián)差壓測量模塊，差壓測量模塊包括多個并聯(lián)連接的差壓傳感器8，差壓傳感器8的兩端分別安裝第五、第六閥門81、82，差壓傳感器8的兩端并聯(lián)旁通閥83，差壓傳感器8的數(shù)量根據(jù)實際測定的需要確定，圖中所示為4個。多個差壓傳感器8的量程和精度不同，差壓傳感器8分別通過數(shù)據(jù)線將信號傳輸?shù)接嬎銠C，實現(xiàn)了不同量程的差壓測定，提高了粘度的測定范圍。
[0031]真空裝置包括依次連接的真空栗91、緩沖罐92、干燥罐93，干燥罐93經(jīng)真空閥94與第二分支管路34連接，真空裝置用于對配樣器及毛細管系統(tǒng)進行抽真空處理，排除配樣器中的氣體，避免配置含氣樣品時產(chǎn)生誤差。
[0032]其中，活塞容器1、配樣器2、毛細管4、差壓測量模塊都安裝在恒溫箱10內(nèi)，實現(xiàn)系統(tǒng)溫度的控制，操作便捷。
[0033]—種流體粘度的測定方法，包括以下步驟:
[0034](I)開啟第一、第二閥門12、13，開啟多個差壓傳感器8兩端的第五、第六閥門81、82及旁通閥83，利用壓力跟蹤栗5給活塞容器I注入液體，液體可采用樣品或標準樣品，當活塞容器I中活塞到頂部時即有明顯壓力積累時，停止注入，并將壓力設定為初始值Pl，在后續(xù)試驗過程中，通過壓力跟蹤栗5及活塞容器I實現(xiàn)對該壓力的保持；
[0035](2)利用真空裝置對配樣器2及整個毛細管系統(tǒng)抽真空，關閉進樣閥32和排氣閥36，打開真空閥94，開啟真空栗91抽真空20-40111；[11，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，關閉真空閥94和真空栗91；
[0036](3)開啟恒溫箱10，使其恒定在某一試驗溫度下，開始試驗；
[0037](4)拆開進樣閥32，先將樣品注入儲樣容器3中，然后打開進樣閥32和第四閥門35，利用手動栗6將儲樣容器3中的樣品注入到配樣器2內(nèi)及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿樣品時，打開排氣閥36，向系統(tǒng)繼續(xù)注入樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，當回收桶37內(nèi)有連續(xù)的液體排出時，氣泡排出完畢，此時關閉排氣閥36，繼續(xù)使用手動栗6注入樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿樣品，關閉進樣閥32;
[0038]當測定含氣樣品時，先拆開進樣閥32，將純凈樣品注入儲樣容器3中，打開進樣閥32和第四閥門35，利用手動栗6將純凈樣品注入配樣器2及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿純凈樣品時，打開排氣閥36，向系統(tǒng)繼續(xù)注入純凈樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，當回收桶37內(nèi)有連續(xù)的液體排出時，氣泡排出完畢，此時關閉排氣閥36，繼續(xù)使用手動栗6注入純凈樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿純凈樣品，關閉第四閥門35，拆開進樣閥32，將氣體注入儲樣容器3中，然后打開進樣閥32，利用手動栗6將儲樣容器3中的氣體注入到配樣器2中，通過轉動配樣器2將氣體與純凈樣品混合均勻，從而配制好含氣樣品；
[0039](5)開啟精密驅替栗7，設置相應的流量，進行恒定流量注入水，注入時當系統(tǒng)累計壓力接近Pl時，停止注入，保證第一、第三閥門12、22處于開啟狀態(tài)，系統(tǒng)處于壓力穩(wěn)定狀態(tài)；
[0040](6)開啟最大量程差壓傳感器兩端的第五、第六閥門81、82并且關閉對應的旁通閥83，關閉其他所有差壓傳感器兩端的第五、第六閥門并且開啟對應的旁通閥，開啟精密驅替栗7，進行恒定流量注入水，壓力顯示穩(wěn)定后，停止注入，選擇合適量程的差壓傳感器8，開啟該差壓傳感器8兩端的第五、第六閥門并關閉對應的旁通閥，繼續(xù)進行恒定流量注入，測定壓差，根據(jù)流量和壓差測定出對應粘度值，測定過程中通過壓力跟蹤栗5及活塞容器I實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)和控制，使系統(tǒng)處于壓力穩(wěn)定狀態(tài)；
[0041](7)當所需數(shù)據(jù)測定完成時，調(diào)整恒溫箱10溫度，設置為其他溫度，重復步驟(6)，繼續(xù)測定不同環(huán)境溫度下壓差值和相應粘度值，根據(jù)在不同溫度下測定的粘度值，可得出樣品的粘溫曲線；同樣也可通過改變活塞容器I的壓力，改變系統(tǒng)壓力，測定該樣品在同一溫度不用壓力條件下的粘度值；
[0042](8)當配樣器2中樣品完成試驗后，同時活塞容器I收集測定樣品完成，為實現(xiàn)樣品再利用，打開所有差壓傳感器8兩端的第五、第六閥門81、82及旁通閥83，通過壓力跟蹤栗5推動活塞將活塞容器I中的樣品推送到配樣器2中，重復上述步驟(5)?(7)，繼續(xù)進行試驗。
[0043]測定樣品前，可先通過標準粘度液進行標定，然后再進行樣品測定。
[0044]本發(fā)明毛細管粘度測定儀是用來模擬地層油藏流體環(huán)境進行粘度測定的新型儀器，用來測定地層條件下或不同飽和壓力下原油的粘度，能在高溫高壓環(huán)境下對稠油或其他流體進行測定，測定效率高，測定范圍廣，測量精度高，且可對被測流體進行反復測定利用。
[0045]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種毛細管粘度測定儀，包括毛細管、真空裝置，其特征在于:還包括活塞容器、配樣器、儲樣容器、差壓測量模塊，壓力跟蹤栗的出口經(jīng)第一管路與活塞容器連通，第一管路上串聯(lián)第一閥門，活塞容器的出口處安裝第二閥門，手動栗的出口經(jīng)管路與儲樣容器連通，儲樣容器的出口與進樣管路連接，進樣管路上串聯(lián)進樣閥，進樣管路分別通過第一分支管路、第二分支管路與毛細管、配樣器連接，第一分支管路上串聯(lián)第四閥門，毛細管的出口分別與第二閥門、排氣閥連接，排氣閥與回收桶連通，精密驅替栗經(jīng)第二管路與配樣器連通，第二管路上串聯(lián)第三閥門，毛細管的兩端并聯(lián)差壓測量模塊，真空裝置經(jīng)真空閥與第二分支管路連接，活塞容器、配樣器、毛細管、差壓測量模塊都安裝在恒溫箱內(nèi)。2.根據(jù)權利要求1所述的毛細管粘度測定儀，其特征在于:所述差壓測量模塊包括多個并聯(lián)連接的差壓傳感器，差壓傳感器的兩端分別安裝第五、第六閥門，差壓傳感器的兩端并聯(lián)旁通閥，多個差壓傳感器的量程和精度不同。3.根據(jù)權利要求2所述的毛細管粘度測定儀，其特征在于:所述差壓傳感器的數(shù)量為4-6個。4.根據(jù)權利要求2所述的毛細管粘度測定儀，其特征在于:所述真空裝置包括依次連接的真空栗、緩沖罐、干燥罐，干燥罐經(jīng)真空閥與第二分支管路連接。5.采用權利要求2所述毛細管粘度測定儀進行流體粘度的測定方法，其特征在于包括以下步驟: (1)利用壓力跟蹤栗給活塞容器注入液體，當活塞容器中活塞到頂部時，停止注入，并將壓力設定為初始值Pl; (2)利用真空裝置對配樣器及整個毛細管系統(tǒng)抽真空； (3)開啟恒溫箱，使其恒定在某一試驗溫度下，開始試驗； (4)利用手動栗將儲樣容器中的樣品注入到配樣器及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿樣品時，打開排氣閥，向系統(tǒng)繼續(xù)注入樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，然后關閉排氣閥，繼續(xù)使用手動栗注入樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿樣品，關閉進樣閥； (5)開啟精密驅替栗，設置相應的流量，進行恒定流量注入水，注入時當系統(tǒng)累計壓力接近Pl時，停止注入，保證第一、第三閥門處于開啟狀態(tài)； (6)開啟最大量程差壓傳感器兩端的第五、第六閥門并且關閉對應的旁通閥，關閉其他所有差壓傳感器兩端的第五、第六閥門并且開啟對應的旁通閥，開啟精密驅替栗，進行恒定流量注入水，壓力顯示穩(wěn)定后，停止注入，選擇合適量程的差壓傳感器，開啟該差壓傳感器兩端的閥門并關閉對應的旁通閥，繼續(xù)進行恒定流量注入，測定壓差，根據(jù)流量和壓差測定出對應粘度值； (7)當所需數(shù)據(jù)測定完成時，調(diào)整恒溫箱溫度，設置為其他溫度，重復步驟(6)，繼續(xù)測定不同環(huán)境溫度下壓差值和相應粘度值； (8)當配樣器中樣品完成試驗后，同時活塞容器收集測定樣品完成，打開所有差壓傳感器兩端閥門及旁通閥，通過壓力跟蹤栗推動活塞將活塞容器中的樣品推送到配樣器中，重復上述步驟(5)?(7)，繼續(xù)進行試驗。6.根據(jù)權利要求5所述流體粘度的測定方法，其特征在于:步驟(4)中，當測定含氣樣品時，先利用手動栗將純凈樣品注入配樣器及整個毛細管系統(tǒng)中，當系統(tǒng)充滿純凈樣品時，打開排氣閥，向系統(tǒng)繼續(xù)注入純凈樣品，排出整個系統(tǒng)中的氣泡，然后關閉排氣閥，繼續(xù)使用手動栗注入純凈樣品，直至將整個系統(tǒng)填充滿純凈樣品，關閉第四閥門，利用手動栗將儲樣容器中的氣體注入到配樣器中，通過轉動配樣器將氣體與純凈樣品混合均勻，從而配制好含氣樣品。7.根據(jù)權利要求6所述流體粘度的測定方法，其特征在于:步驟(7)中，通過改變活塞容器的壓力，改變系統(tǒng)壓力，測定該樣品在同一溫度不用壓力條件下的粘度值。8.根據(jù)權利要求6所述流體粘度的測定方法，其特征在于:步驟(I)中，液體采用樣品或標準樣品。9.根據(jù)權利要求6所述流體粘度的測定方法，其特征在于:步驟(2)中，抽真空時間為20?40mino
【文檔編號】G01N11/08GK105928832SQ201610230336
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】劉 文, 杜軍軍
【申請人】北京瑞萊博石油技術有限公司