[發(fā)明專利]一種用于溶氣原油測(cè)試的環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611054563.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN106769674B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂宇玲;韓建偉;何利民;羅小明;呂國(guó)彬;陳舒炯;楊東海;矯捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N11/04
• 分類號(hào): G01N11/04
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司 37201
• 代理人: 王鐸

本發(fā)明公開了一種用于溶氣原油測(cè)試的環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置，利用高壓柱塞泵在兩個(gè)活塞筒之間循環(huán)泵水，從而推動(dòng)活塞循環(huán)交替運(yùn)動(dòng)來推動(dòng)溶氣原油流動(dòng)，保證柱塞泵與溶氣原油不接觸，并通過兩個(gè)電動(dòng)四通閥轉(zhuǎn)換管路之間的連接情況，注入管線始終與注入管線相連接，輸出管線始終與輸出管線相連接，保證流體流動(dòng)的單向性，通過環(huán)道的兩個(gè)回壓閥調(diào)節(jié)活塞筒與環(huán)道壓力；環(huán)道初始端與末端設(shè)有玻璃觀察管段，對(duì)管道水平、垂直縱截面及橫截面上氣泡粒徑、分布進(jìn)行顯微拍攝，并利用加權(quán)重構(gòu)技術(shù)對(duì)管道內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行三維仿真，得到流體三維流動(dòng)狀態(tài)。與現(xiàn)有流動(dòng)環(huán)道系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有無泵驅(qū)動(dòng)，無剪切，管流多維顯微可視，壓力可調(diào)，多工況運(yùn)行，可循環(huán)流動(dòng)，可用于高溫高壓環(huán)境的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原油特性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種溶氣原油流變性測(cè)試的環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在油藏高壓、高溫環(huán)境中，稠油與水共存。稠油采出液在從油藏流向地面的過程中，以及在集輸管道中的流動(dòng)過程中，壓力不斷降低，稠油中輕組分析出，以微氣泡的形式存在于稠油中，形成溶氣稠油或溶氣稠油-水混合液。氣體驅(qū)是一種采油方式，氣體極易溶于稠油并改變稠油的流動(dòng)特性。在采油過程中，氣體析出，同樣形成溶氣稠油或溶氣稠油-水混合液。研究溶氣稠油在管道中的流動(dòng)性對(duì)集輸系統(tǒng)具有重要的指導(dǎo)作用，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者利用自行設(shè)計(jì)環(huán)道進(jìn)行流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)。眾多試驗(yàn)表明，溶氣原油特性不但取決于溫度、壓力，更大程度上受剪切條件的影響。由于溶氣原油內(nèi)微氣泡的形狀、數(shù)量、大小等特性對(duì)其粘度具有重要影響，而泵、閥門等設(shè)備對(duì)溶氣原油的剪切作用會(huì)破壞微氣泡的原有形狀、數(shù)量等，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成更大的影響。國(guó)內(nèi)外溶氣原油流動(dòng)環(huán)道少之又少，大多以流變儀實(shí)驗(yàn)為主，且環(huán)道一般采用泵驅(qū)動(dòng)，容易改變?nèi)軞庠托再|(zhì)，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)對(duì)管道流體的拍攝局限于簡(jiǎn)單的流型拍攝，無法獲得管流橫截面、縱截面等多維狀態(tài)的流體參數(shù)，導(dǎo)致無法研究氣泡在不同方向上相互作用對(duì)粘度的影響。

為研究溶氣原油流變性，于濤建立了溶氣原油流變性測(cè)量裝置（于濤. 溶氣原油流變性研究[D]. 中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士學(xué)位論文, 2009, P26-41），測(cè)量主要儀器為ARG2高壓流變儀，制備溶氣原油后導(dǎo)入高壓流變儀內(nèi)測(cè)量其粘度等物性參數(shù)。其存在的主要問題是，流變儀內(nèi)溶氣原油處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，與工程實(shí)際管流狀態(tài)不符，無法模擬實(shí)際流動(dòng)工況，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大誤差。李玉星等人提出了一種超臨界CO₂溶氣稠油降粘特性實(shí)驗(yàn)裝置（李玉星, 李曼曼, 張建. 超臨界CO₂超稠油降粘特性與計(jì)算模型研究[J]. 科學(xué)技術(shù)與工程, 2013, 13（2）：294-298）。采用高溫高壓反應(yīng)釜制備溶氣原油，環(huán)道采用三柱塞泵進(jìn)行加壓驅(qū)動(dòng)，環(huán)道前端設(shè)有開關(guān)閥，尾部設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥用于維持環(huán)道壓力。其存在主要問題是，環(huán)道內(nèi)柱塞泵與開關(guān)閥對(duì)溶氣原油具有剪切作用，改變微氣泡形狀、大小等性質(zhì)，無法得到精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。溶氣原油內(nèi)氣泡的生長(zhǎng)對(duì)其流變性有較大影響，上述兩種裝置均不能觀察與測(cè)定環(huán)道內(nèi)氣泡粒徑、生長(zhǎng)過程及流動(dòng)情況，因此無法研究氣泡對(duì)流體粘度的作用。宋曉琴等人發(fā)明了一種可視化液液兩相流環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置（宋曉琴, 熊柯杰, 等.一種可視化液液兩相流環(huán)道實(shí)驗(yàn)裝置. CN 105222986 A. 2016-01-06），利用亞克力直管、一定上傾角度彎管及一臺(tái)高速攝像重點(diǎn)拍攝管路水平段、彎頭和傾斜管道處液液兩相流流動(dòng)狀態(tài)。其存在的主要問題是：一臺(tái)高速攝像儀與彎管、水平管、傾斜管組成的平面垂直放置，僅可簡(jiǎn)單拍攝管道內(nèi)垂直縱截面上流體流動(dòng)狀態(tài)，無法拍攝管道橫截面上流體分布狀態(tài)，且無法拍攝得到管道內(nèi)流體三維仿真流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)直接拍攝無法避免圓管對(duì)光的折射、反射、散射等現(xiàn)象，因此會(huì)對(duì)拍攝結(jié)果帶來較大實(shí)驗(yàn)誤差。

發(fā)明內(nèi)容