[發明專利]一種模擬原油管道輸送過程中蠟沉積的檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201610116752.3
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105699415B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 韓善鵬;韓方勇;賈治淵;張勁軍;吳浩;李鴻英;趙蕓黎;楊艷;白曉東
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）;中國石油天然氣股份有限公司規劃總院
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12;G01N5/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 陶敏,黃健

1.一種模擬原油管道輸送過程中蠟沉積的檢測方法，所述檢測方法包括如下過程：

將高位儲罐、油樣容器以及低位儲罐通過連接管組成油樣通路，且所述高位儲罐、所述油樣容器以及所述低位儲罐的位置依次降低，將待測原油油樣置于高位儲罐及油樣容器中；

在所述油樣容器中心設置冷指裝置，所述冷指裝置有中空部分，將具有扭矩輸出功能攪拌器的攪拌槳設于所述冷指裝置的中空部分，并從所述中空部分的底部伸出后浸沒在所述油樣容器中的所述原油油樣中；控制所述高位儲罐內的油樣溫度與所述油樣容器內的油樣溫度一致；所述油樣容器中的油樣溫度高于所述冷指裝置表面的溫度，且所述冷指裝置表面的溫度低于所述原油油樣的析蠟點；

分別對所述原油油樣進行管道輸送及攪拌兩種條件下平均剪切率的計算，使所述兩種條件下的平均剪切率相等，并基于該平均剪切率建立攪拌器的扭矩M與攪拌速率n乘積Mn的表達式；

根據所述Mn的表達式，針對不同攪拌速率n，確定對應的扭矩M計算值，建立M_計算值～n函數曲線；

開啟所述冷指裝置中的所述具有扭矩輸出功能的攪拌器，對所述油樣容器中的所述原油油樣進行攪拌，改變其攪拌速率，得到針對不同攪拌速率n，得到對應的扭矩M測試值，建立M_測試值～n函數曲線；

由M_計算值～n函數曲線，以及M_測試值～n函數曲線的交點，得到模擬管道輸送條件下平均剪切速率所對應的所述攪拌器的攪拌速率n*；

將所述攪拌器的攪拌速率設置為所述交點所對應的攪拌速率n*，分別控制所述高位儲罐、所述油樣容器以及所述冷指裝置的溫度，開通所述油樣通路，在重力自流作用下，所述原油油樣從所述高位儲罐流出，流經所述油樣容器后進入所述低位儲罐，蠟沉積實驗開始；

維持攪拌t小時，將附著了蠟沉積物的所述冷指裝置從所述油樣容器中取出，稱重得到所述蠟沉積物的質量m，換算得到蠟沉積層的厚度δ，計算出蠟沉積層增長速率δ/t，

其中，分別對所述原油油樣進行管道輸送及攪拌兩種條件下平均剪切率的計算：

管道輸送條件下的平均剪切率：

攪拌條件下的平均剪切率：

使所述兩種條件下的平均剪切率相等，得到扭矩與速率乘積Mn的表達式：

式(3)中，M表示攪拌器的輸出扭矩；n表示攪拌速率；f表示所述原油油樣管道輸送過程的摩阻系數；u表示所述原油油樣在管道中的流速；ρ表示所述原油油樣的密度；D表示輸送管道的管徑；V表示所述油樣容器中所述原油油樣的體積。

2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述具有扭矩輸出功能的攪拌器的攪拌速率能調節，針對所述原油油樣進行20r/min～300r/min速率范圍內的扭矩掃描。

3.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述高位儲罐的安裝位置高于所述油樣容器30cm；所述油樣容器的安裝位置高于所述低位儲罐30cm。

4.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在所述高位儲罐與所述油樣容器均設有控溫夾層，將控溫水浴一分別與所述高位儲罐的控溫夾層、油樣容器的控溫夾層連接，形成閉合環路一。

5.根據權利要求1或4所述的檢測方法，其特征在于，將控溫水浴二與所述冷指裝置的中空夾層連接，形成閉合環路二。

6.一種實現權利要求1-5任一項所述檢測方法的系統，其特征在于，該系統至少包括：高位儲罐、油樣容器、低位儲罐、冷指裝置、控溫水浴以及連接管；

將高位儲罐、油樣容器以及低位儲罐通過連接管組成油樣通路，所述高位儲罐、所述油樣容器以及所述低位儲罐的安裝位置依次降低，將原油油樣置于高位儲罐及油樣容器中；

在所述油樣容器中心設置冷指裝置，所述冷指裝置有中空部分，將具有扭矩輸出功能攪拌器的攪拌槳設于所述冷指裝置的中空部分，并從所述中空部分的底部伸出后浸沒在所述油樣容器中的所述原油油樣中；

在所述高位儲罐與所述油樣容器均設有控溫夾層，將控溫水浴一分別與所述高位儲罐的控溫夾層、所述油樣容器的控溫夾層連接，形成閉合環路一；

將控溫水浴二與所述冷指裝置的中空夾層連接，形成閉合環路二。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述具有扭矩輸出功能的攪拌器的攪拌槳為錨式槳或四葉槳。