[實用新型]一種油水兩相流實驗環路裝置

有效

• 申請號: 201820531238.0
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN208187454U
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 滕鑫林;劉興陽;禹芳秋;鐘齊斌;馬莉;朱敏瑞;覃海龍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種油水兩相流實驗環路裝置，系統設置三臺攪拌罐，分別為油罐、水罐和油水混合罐，研究油水混合物和油水乳狀液的流動特性。對于油水混合物，利用水罐和油罐可將油水分相注入環道，模擬油水在管道內受壁面剪切而自然形成的油水混合狀態。對于油水乳狀液，利用油水混合罐可制備油水乳狀液，根據油水性質和實驗工況選擇合適的驅動泵，驅動泵將油水乳狀液泵入環道從而研究油水乳狀液在管道內的流動特性。在環道末端設置有機玻璃管及取樣閥，可觀察油水流動狀態并對流體進行實時取樣。與現有的油水兩相流實驗環路裝置相比，本實用新型具有可同時實現油水分相環道實驗和油水混相環道實驗、驅動泵可優選、流程可變度高、功能性強、適用范圍廣、自動化程度高的特點。

技術領域

本實用新型屬于多相管流技術領域，特別是涉及一種測量油水兩相管流特性的實驗裝置。

背景技術

多相流是一門只有幾十年歷史的新興科學，是在流體力學、傳熱傳質學、物理化學、燃燒學等科學基礎上發展起來的。在能源、動力、石油化工、核能、制冷、航天等工業部門以及化學工業中，應用了大量的水氣、油氣及油水等兩相流動。石油化工應用了氣液、液液、氣液固、氣液液等兩相、三相流動技術。在石油工業中，由于地層中含有一定量的水，并挾帶天然氣，在石油開采過程中會一起進入管道形成油氣水三相流。隨著油井開采深度的增加，天然氣含量逐漸減少，而水相含量逐漸增加，更多以油水兩相流為主。事實上，國內的許多油田已進入開采中后期，2003年全國油田平均含水量達到84％，部分油田水相含高達98％。近年來，海上油田開發混輸管網的應用、新型反應器和分離器的研發等亟需對油水兩相流的流動特性有進一步的認識。因此，研究油水兩相流在管道中的流動規律有著重要指導意義。

為測量油水兩相流的流動特性，陳杰等人提出了一種油水兩相流實驗環道裝置(陳杰,孫紅彥.水平管內油水兩相流流型的實驗研究[J].油氣儲運,2000,19(12):27-31.)。將一定比例的油水注入在混合液罐中進行攪拌配制油水混合物，混合液罐出口處的螺桿泵驅動混合物至環道內，環道沿線傳感器測量其流動參數。其存在主要問題是，系統僅設置一個混合罐，攪拌所得到的油水混合物為乳狀液，無法模擬管道內油水受壁面剪切而自然形成的油水混合狀態。環道僅設置一臺螺桿泵驅動，其對液體的粘度變化比較敏感，對于某些性質的混合物并不適用。因此，此系統功能局限性較強，適用范圍有限，可研究的兩相流流型范圍較小，同時可能出現油水混合不均的現象。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本實用新型的目的是提供一種流程多變、適用范圍廣、可同時研究油水混合物和油水乳狀液的油水兩相流流動測試裝置。

本實用新型設置三臺攪拌罐，分別為油罐、水罐和油水混合罐，研究油水混合物和油水乳狀液的流動特性。對于油水混合物，利用水罐和油罐可將油水分相注入環道，模擬油水在管道內受壁面剪切而自然形成的油水混合狀態。對于油水乳狀液，利用油水混合罐可制備油水乳狀液，根據油水性質和實驗工況選擇合適的驅動泵，驅動泵將油水乳狀液泵入環道從而研究油水乳狀液在管道內的流動特性。在環道末端設置有機玻璃管及取樣閥，可觀察油水流動狀態并對流體進行實時取樣。

本實用新型具體的技術方案如下：