[發明專利]一種用于改善并測量液體流動性的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710020687.9
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106769676A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張勁軍;馬晨波;陳朝輝;王馨藝;馮凱;盧穎達
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N11/04
• 分類號: G01N11/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 張德斌,姚亮

技術領域

本發明涉及一種用于改善并測量液體流動性的裝置及方法，具體涉及一種用于改善并同時測量石油領域中各種油品流動性的裝置及方法。

背景技術

我國內陸及海外油田盛產含蠟原油，其在常溫下具有易凝高黏的特征，流動性差為其開采和管道輸送帶來了諸多難題。當含蠟原油溫度低于其析蠟點時，原油中的蠟逐漸析出，隨著溫度進一步降低，蠟組分結晶形成結構，表現出復雜的非牛頓流體特性。研究含蠟原油低溫下的流動性改善技術，并將其應用于管道運輸中，對于保障管道安全高效運行具有十分重要的意義。

目前，含蠟原油輸送中常用加熱輸送、摻稀輸送、乳化降黏輸送等技術手段，但這些技術均存在一定的缺點和不足。例如：加熱降黏輸送工藝增加了管道建設的投資和運行管理費用；摻稀降黏輸送多受限于稀油資源分布情況，且摻稀后的原油品質發生改變；乳化降黏輸送存在穩定性不足的問題，經過輸油泵高速剪切后可能出現破乳，無法實現長距離改性輸送。

為了探究改善原油流動性的新技術，有研究者根據電流變液的機理，提出了高壓電場處理以改善原油流動性的新方法。該技術特點明顯，安全高效、操作簡單、能耗很低。高壓電場降黏技術可以應用于管道含蠟原油輸送，海洋深水管道輸油等方面。

不同于純液相的牛頓流體，原油等多種油品低溫下表現出非牛頓流體的特征，其黏度與流動過程中所受的剪切率相關。低溫下的含蠟原油作為一種典型的非牛頓流體，對比同一剪切率下原油在電場處理前后的黏度是十分重要的。然而，目前該方面的研究相對較少，需要進行大量實驗探究。

因此，提供一種用于改善并測量液體流動性的裝置及方法已經成為本領域亟需解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種用于改善并測量液體流動性的裝置。

本發明的目的還在于提供一種用于改善并測量液體流動性的方法。

本發明的目的還在于提供上述用于改善并測量液體流動性的裝置在改善并測量液體流動性中的應用。

為達到上述目的，一方面，本發明提供了一種用于改善并測量液體流動性的裝置，其中，該裝置包括：儲液設備、電場處理設備、控溫設備、氮氣加壓設備、計量設備及絕緣支架；其中，

所述儲液設備包括儲液室，其開口端設置有用于密封該儲液室的絕緣蓋板，且該絕緣蓋板上設有加壓孔及泄壓孔；

所述電場處理設備包括絕緣圓管、帶孔圓形電極板及高壓電源，該絕緣圓管通過所述儲液室底面中心處設置的開孔與所述儲液室相連，該絕緣圓管的上部設置有出口閥；

所述帶孔圓形電極板緊密固定于絕緣圓管內，且該帶孔圓形電極板垂直于所述絕緣圓管的軸向，且其通過電線與所述高壓電源相連；

所述計量設備包括毛細管、壓力傳感器，該毛細管通過所述絕緣圓管底面中心處設置的開孔與該絕緣圓管相連，所述壓力傳感器設置于所述毛細管的入口端、出口端并用于測量毛細管入口和出口之間的壓力差；

所述控溫設備包括循環液套和高低溫恒溫循環裝置，該循環液套包裹于所述儲液室、絕緣圓管及毛細管的外部，且包裹于毛細管外部的循環液套的下部設置有循環液入口，包裹于儲液室外部的循環液套的上部設置有循環液出口；所述循環液入口、循環液出口通過管路分別與所述高低溫恒溫循環裝置相連；

所述氮氣加壓設備包括氮氣儲罐、氮氣調壓閥，該氮氣儲罐通過氣動軟管穿過所述加壓孔與所述儲液室相連，且所述氮氣調壓閥設置于氣動軟管上；

所述絕緣支架用于支撐所述儲液設備、電場處理設備、控溫設備及計量設備。

根據本發明具體的實施方案，在所述的裝置中，該絕緣圓管通過所述儲液室底面中心處設置的開孔與所述儲液室相連，其中，絕緣圓管與儲液室底面中心處設置的開孔的連接方式可為粘合或者絲扣。

根據本發明具體的實施方案，在所述的裝置中，其中，所述出口閥設置于絕緣圓管的上部，且位于絕緣圓管內最上端的帶孔圓形電極板之上，該出口閥用于控制待測實驗液體注入電場處理設備，其在實驗前處于關閉狀態，待儲液室內的液體恒溫一定時間后，開始實驗時，再打開該出口閥。

根據本發明具體的實施方案，在所述的裝置中，其中，本發明對所述帶孔圓形電極板的數量不作具體要求，本領域技術人員可以根據現場作業需要，合理設置該帶孔圓形電極板的數量；但是，電極板數量較少時，形成的電場數目就少，影響處理效果；而電極板數量較多(≥5)時，實驗液體流動受阻，需要很長時間才能從絕緣圓管流至毛細管，因此在本發明優選的實施方式中，所述帶孔圓形電極板為3-5塊。