专利名称：一种原油粘度的测试装置的制作方法
技术领域：
本发明是一种原油的粘温曲线测定及加热或加剂评价的原油粘度的测试装置。涉 及管道系统技术领域。
背景技术：
原油的粘温曲线测定及加热或加剂评价是管输原油室内测试的重要内容，是对原 油不同条件下流变性研究测试的主要技术方法。通过测试明确热处理温度、加剂量、降温速 率、剪切速率、终冷温度等对原油流变性的影响。这其中均涉及到不同处理条件(温度历史 和剪切历史)下的原油粘度测试问题。这些测试的结果是原油管道输送和存储工艺的关键 技术参考依据。粘度测试本身已经有成熟的技术和商用产品，但是流变仪或粘度计的粘度 测试与原油处理过程目前还处于相互独立的状态。目前主要采用的方法为中国专利02104390.6(原油油品实验装置)提出的一种用 于原油改性研究的实验装置，其特征是置于程控水浴外的多个带循环水套的两颈瓶用软管 连接前一瓶的出水口与后一瓶的入水口，最前一瓶的入水口接程控水浴的出水口，最后一 瓶的出水口接程控水浴的入水口。每个瓶的大瓶口插入一支由搅拌器带动的搅拌桨。采用 这一方法导致了测试过程中需要频繁取样和测试，取样过程中需要中断搅拌处理并尽量小 心来保证所测试油样温度与处理温度的一致。由于多次的取样导致油样逐渐变少，因此对 油样的量有要求，耗油量较大，这对于长距离取样运输(如从国外取样运输回国)有不小的 麻烦。此外，取样器以及粘度计中原油的清理也是一个麻烦的问题。测试过程的繁琐性也 导致了测试结果的不稳定性并影响测试人员的积极性。
发明内容
本发明的目的是发明一种简化测试过程并提高测试结果稳定性的原油粘度的测
I式 。现有的原油粘度的测试装置主要有程控水浴1及水浴进口管路2、水浴出口管路 12、循环水13、水套出口 14、搅拌电机4及搅拌桨16、粘度计5及转子10、转轴17。本发明 在此基础上构成，其构成如图1所示，是由程控水浴1、水浴进口管路2、原油处理装置3、搅 拌电机4、粘度计5、套筒连接器6、套筒7、数据传输电缆8、计算机9、转子10、原油11、水浴 出口管路12、循环水13、水套出口 14、盖子15、搅拌桨16、转轴17、转轴连接器18和水套进 口 19组成。其特点是原油处理装置3与程控水浴1由水浴进口管路2和水浴出口管路12 连接，搅拌电机4与插入原油处理装置3内的搅拌桨16连接，粘度计5与套筒连接器6连 接后再连接插入盛有原油11的原油处理装置3内的套筒7。程控水浴1通过水浴出口管路12和水套进口 19与原油处理装置3外包的水套连 接后，再由水套出口 14接回水浴进口管路2，控制原油处理装置3水套中循环水13的温度； 上端连接搅拌电机4的搅拌桨16穿过盖子15下伸至原油处理装置3下部的原油11中；粘 度计5通过套筒连接器6与套筒7连接，粘度计5的转轴17经转轴连接器18连接转子10，并在套筒7中随之升降，或降入原油11中，转子10伸入套筒内原油20中，或升起；粘度计 5由数据传输电缆8接计算机9。其中粘度计5采用旋转粘度计，选用市销产品，该产品自带有升降机构；套筒7是上端有螺纹与套筒连接器6连接、下端开口的圆筒，且与其内的转子10 外表面平行；根据粘度测试范围选用不同的转子10和配套的套筒7，所述不同的套筒7是 套筒7上端尺寸固定、下部内径和长短根据需要可有不同。本发明实现的条件1、套筒7需重新设计与转子10配套，套筒7的材料、尺寸满足粘度计5产品的测 试准确度和精度需要，套筒7内表面粗糙度与厂家原来的套筒7的内表面粗糙度一致；2、原油处理装置3容器底部粗糙度与厂家原来的套筒7的底部粗糙度一致；3、原油11油液高度测试时油液液面与转子10顶部基本平齐即可。采用带水套的搅拌容器，搅拌桨16叶形状满足剪切应力范围要求，搅拌速率由可 变电机控制。采用程控水浴进行温度控制，实现搅拌容器中原油11油样的温度控制。通过 搅拌速率的控制来实现特定的原油剪切应力的控制。容器底部平整并满足特定粗糙度的要 求。采用特制的旋转粘度计进行粘度测定，粘度计的转轴17需要足够长，以利于连接转子 10并能伸入到搅拌容器中去，同时转子外面需要一个无底的套筒，其内表面需要满足实验 材料和粗糙度的要求，套筒的作用是在搅拌容器中截留部分油样用于粘度测试。在粘度测 试时需要将转子10和套筒7放入搅拌容器中的原油11之中，套筒7触底，转子10和套筒 7的相对位置以及原油11在容器中的高度满足测试要求。同时为了避免转子10和套筒7 与原油11温差影响测试结果的准确性，在不进行粘度测试时，转子10和套筒7提升但大部 分仍然浸没于原油11中。可以采用步进电机来控制粘度计的升降，增加时间设置功能与水 浴温度控制同步之后，可以实现测试过程的全自动。本发明的原理1、模拟管道输送原油的剪切应力一般在80-90S-1，测试完后的油样重新进行处 理，短时间在套筒内的剪切历史对油样整体长达几天甚至几十天的模拟剪切历史而言微乎 其微；2、由于直接在处理的油样中截取油样测试，油样温度的一致性可以最大程度的保 持一致，套筒和转子不测试时候提升，套筒和转子的温度可基本保持与油样一致，温度历史 的影响几乎没有。本发明的特点1、以前是将原油处理装置3与粘度计5分开，因此需要从原油处理装置3取样送 到粘度计5上测试；现在是将原油处理装置3与粘度计5结合在一起，实现直接对处理的原 油进行在线粘度测试的目的；2、旋转粘度计5的套筒7下端底开口(为直筒无底)，通过在油样处理容器中截取 油样测试来进行粘度测试，不再需要人工取样测试；3、测试时将套筒7触底截取油样测试，不需要测试时将粘度计5提升到一定高度 即可，从而保持套筒7下端和转子10与油样温度同步变化。本发明适用于原油的不同处理条件(温度历史和剪切历史)下的原油粘度测试，包括原油的粘温曲线测定及加热或加剂评价实验，也适用于管道输送原油的在线粘度测试 与监控。本发明可以实现原油粘温曲线的测试，同时也可以实现在不同温度和剪切历史的 模拟实验条件下的粘度测试。实验过程中不需要将油样取出测试，测试本身对油样的物性 没有影响，整个实验过程油样没有减少，用油量可以大大减少，简化了粘度测试程序并提高 测试结果的稳定性，并可实现测试过程的全自动化。可见，本发明的优点是1、大大简化了原油流变测试过程和步骤；2、测试过程中对粘度测试的油样影响最小化(环境对温度的影响小)；3、省去由于需要保持人工取出油样温度的复杂程序去做粘度测试的步骤；4、截取油样时间短，对油样剪切历史影响小；5、油样用油量可大大减少；6、随时可对所处理油样进行粘度测试(在线)；7、在此基础上可实现全自动测试；8、省去每次测试时粘度计准备时间，省去取样容器清洗过程。
图1原油粘度的测试装置构成示意2原油粘度的测试装置非测试工作状态示意3原油粘度的测试装置测试工作状态示意图其中ι-程控水浴2--水浴进口管路
3-原油处理装置4-搅拌电机
5-粘度计6-套筒连接器
7-套筒8-数据传输电缆
9-计算机10--转子
11-原油12--水浴出口管
13-循环水14--水套出口
15-盖子16--搅拌桨
17-转轴18--转轴连接器
19-水套进口20--套筒内原油
具体实施例方式
实施例.本例是一实验样机，其构成如图1所示。它由程控水浴1、水浴进口管路 2、原油处理装置3、搅拌电机4、粘度计5、套筒连接器6、套筒7、数据传输电缆8、计算机9、 转子10、原油11、水浴出口管路12、循环水13、水套出口 14、盖子15、搅拌桨16、转轴17、转 轴连接器18和水套进口 19组成。程控水浴1通过水浴出口管路12和水套进口 19与原油 处理装置3外包的水套连接后，再由水套出口 14接回水浴进口管路2，控制原油处理装置3 水套中循环水13的温度；上端连接搅拌电机4的搅拌桨16穿过盖子15下伸至原油处理装 置3下部的原油11中；粘度计5通过套筒连接器6与套筒7连接，粘度计5的转轴17经转轴连接器18连接转子10，并在套筒7中随之升降，或降入原油11中，转子10伸入套筒内原 油20中，或升起；粘度计5由数据传输电缆8接计算机9。其中程控水浴1 ；采用HAAKE Phoenix II P2-CT50W低温型水浴，温度范围_50°C到 IOO0C ；浴槽容积为对升；粘度计5采用旋转粘度计，选用HAAKE Rotovisco RV20，对其套筒进行了改造，该 产品自带有升降机构；套筒7是上端有套筒连接器6与粘度计5连接、下端开口的不锈钢金属圆筒；搅拌电机4选用JJ-1200W电动搅拌器，转速范围0-3000rpm无级调速；原油处理装置3属于自己设计加工制造而成。不锈钢材质，内容器底直径15cm高 22cm，有效容积约3. 5L，容器底部作抛光处理。本装置经多次试验测试，证明本发明大大简化了原油流变测试过程和步骤；测试 过程中对粘度测试的油样影响最小化；省去由于需要保持人工取出油样温度的复杂程序去 做粘度测试的步骤；截取油样时间短，对油样剪切历史影响小；油样用油量可大大减少；随 时可对所处理油样进行粘度测试(在线)；在此基础上可实现全自动测试；省去每次测试时 粘度计准备时间，省去取样容器清洗过程。
权利要求
1.一种原油的粘温曲线测定及加热或加剂评价的原油粘度的测试装置，包括程控水浴(I)及水浴进口管路(2)、水浴出口管路(12)、循环水(13)、水套出口(14)、水套进口(19)、 搅拌电机(4)及搅拌桨(16)、粘度计( 及转子(10)、转轴(17)，其特征它还有原油处理 装置C3)、套筒连接器(6)、套筒(7)、数据传输电缆(8)、计算机(9)、盖子(1 、转轴连接器 (18)；原油处理装置(3)与程控水浴(1)由水浴进口管路( 和水浴出口管路(1 连接，搅 拌电机⑷与插入原油处理装置⑶内的搅拌桨(16)连接，粘度计(5)与套筒连接器(6) 连接后再连接插入盛有原油(11)的原油处理装置(3)内的套筒(7)。
2.根据权利要求1所述的原油粘度的测试装置，其特征是程控水浴(1)通过水浴出口 管路(1 和水套进口(19)与原油处理装置C3)外包的水套连接后，再由水套出口(14)接 回水浴进口管路O)；上端连接搅拌电机的搅拌桨(16)穿过盖子(1 下伸至原油处 理装置C3)下部的原油(11)中；粘度计( 通过套筒连接器(6)与套筒(7)连接，粘度计 (5)的转轴(17)经转轴连接器(18)连接转子(10)，并在套筒(7)中随之升降，或降入原油(II)中，转子(10)伸入套筒内原油(20)中，或升起；粘度计(5)由数据传输电缆⑶接计 算机(9)。
3.根据权利要求1或2所述的原油粘度的测试装置，其特征是所述套筒(7)是上端有 螺纹与套筒连接器(6)连接、下端开口的圆筒，且与其内的转子(10)外表面平行；根据粘度 测试范围选用不同的转子(10)和配套的套筒(7)，所述不同的套筒(7)是套筒(7)上端尺 寸固定、下部内径和长短根据需要可有不同。
4.根据权利要求3所述的原油粘度的测试装置，其特征是所述套筒(7)的材料、尺寸 满足粘度计( 产品的测试准确度和精度需要，套筒(7)内表面粗糙度与厂家原来的套筒 (7)的内表面粗糙度一致。
5.根据权利要求1或2所述的原油粘度的测试装置，其特征是所述原油处理装置(3) 容器底部粗糙度与厂家原来的套筒7的底部粗糙度一致。
6.根据权利要求1或2所述的原油粘度的测试装置，其特征是测试时转子(10)顶部与 原油(11)油液液面平齐。
全文摘要
本发明是一种原油的粘温曲线测定及加热或加剂评价的原油粘度的测试装置。包括程控水浴(1)、循环水(13)、水套出口(14)、水套进口(19)、搅拌电机(4)和搅拌桨(16)、粘度计(5)及转子(10)、转轴(17)，其特征是它还有原油处理装置(3)、套筒连接器(6)、套筒(7)、数据传输电缆(8)、计算机(9)、盖子(15)、转轴连接器(18)；原油处理装置(3)与程控水浴(1)由水浴进口管路(2)和水浴出口管路(12)连接，搅拌电机(4)与插入原油处理装置(3)内的搅拌桨(16)连接，粘度计(5)与套筒连接器(6)连接后再连接插入盛有原油(11)的原油处理装置(3)内的套筒(7)。
文档编号G01N11/14GK102087191SQ20091025243
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者税碧垣 申请人:中国石油天然气股份有限公司