沉垫收、发油和保温加热系统实验模型、实验方法及应用
【专利摘要】本发明公开了沉垫收、发油和保温加热系统实验模型、实验方法及应用，实验模型包括油罐、油泵、水罐、水泵和若干沉垫模拟舱，每个沉垫模拟舱中均设有油水隔膜；所述油罐和水罐内设有加热系统；每个沉垫模拟舱中均设有温度测量装置，每个沉垫模拟舱外均敷设保温层。本发明能够同时模拟水推油发油过程、油泵抽油发油过程、油推水收油过程或水泵抽水收油过程，降低了实验模拟成本；同时本发明采用外循环方式加热原油，在进行加热工艺实验时，将油罐用作加热罐，利用油泵将油泵送至油罐加热至储存的预定温度，然后输送回沉垫模拟舱，完成循环加热，从而避免了在沉垫模拟舱内布设加热盘管。
【专利说明】
沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型、实验方法及应用
技术领域
[0001] 本发明设及沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型、实验方法及应用。
【背景技术】
[0002] 水置换式海底储油罐包括储罐主体、柔性油水隔离保溫内胆、进排水管、注油管、 出油管、充气管和含油污水柔性吸管等。油水隔离保溫内胆边缘固定于储罐主体的边壁中 部，由柔软水密材料制成，底部填充高性能保溫填料，类似于一只大型口袋，容积不低于水 下储罐容积的一半。储罐系统制作完成后，依靠储罐浮力拖航至预定位置，沉入水下，外界 水通过进排水管自动充满储罐主体。依靠油压通过注油管将原油注入罐内，油水隔离保溫 内胆随之变形，外界水通过进排水管排出储罐主体。由于油比水轻，油一直处于储罐主体上 部。出油时，打开出油管上的阀口，原油在外界水压力作用下通过出油管流出（必要时可用 累抽吸），外界水通过进排水管自动充填原来空间。储存含水原油时，含水原油中的大部分 游离水会沉降至底部，可通过污水柔性吸管吸出后处理。
[0003] 实际生产中的沉垫储油的收发油及保溫加热工艺难W进行验证测试，因而需要小 型实验模型研究油水置换舱内隔膜的运动规律，分析膜的运动情况和沉垫进出管的布置方 案对收发油的影响，据此来验证平台收发油方案的合理性实验来验证，同时利用模型舱可 W研究舱内溫度场的变化情况。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的缺陷，本发明提供了沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型及 其实验方法，W研究油水置换舱内隔膜的运动规律舱内溫度场的变化情况；同时本发明还 提供了沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型和实验方法的应用。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0006] 沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型，包括油罐、油累、水罐、水累和若干沉垫模 拟舱，其中，每个沉垫模拟舱的进油口均通过管路同时连接油累出口和油罐出口，每个沉垫 模拟舱的出油口均通过管路同时连接油累进口和油罐进口，每个沉垫模拟舱的进水口均通 过管路同时连接水累出口和水罐出口，每个沉垫模拟舱的出水口均通过管路同时连接水累 进口和水罐进口，油罐进口通过管路还连接油累出口，油罐出口通过管路还连接油累进口， 水罐进口通过管路还连接水累出口，水罐出口通过管路还连接水累进口，所有管路中均设 有阀口，与油累出口和水累出口连接的管路中均设有计量装置，每个沉垫模拟舱中均设有 油水隔膜；
[0007] 所述油罐和水罐内设有加热系统;每个沉垫模拟舱中均设有溫度测量装置，每个 沉垫模拟舱外均敷设保溫层。
[000引本发明能够同时模拟水推油发油过程、油累抽油发油过程、油推水收油过程或水 累抽水收油过程，降低了实验模拟成本;同时由于水下储油有移动的油水界面，在沉垫模拟 舱内不宜布设加热盘管，本发明采用外循环方式加热原油，在进行加热工艺实验时，将油罐 用作加热罐，利用油累将油累送至油罐加热至储存的预定溫度，然后输送回沉垫模拟舱，完 成循环加热，从而避免了在沉垫模拟舱内布设加热盘管。
[0009] 优选的，若沉垫模拟舱的数量大于1，则沉垫模拟舱并联。
[0010] 优选的，在每个沉垫模拟舱顶部均开设进油口和出油口，且每个沉垫模拟舱的进 油口和出油口的数量共5个;在每个沉垫模拟舱底部均开设进水口和出水口，且每个沉垫模 拟舱的进水口和出水口的数量共5个。能够更好的完成对收发油过程的模拟。
[0011] 利用上述实验模型的发油和收油的方法，其中，发油方法为水推油发油方法或油 累抽油发油方法，
[0012] 所述水推油发油方法的步骤为:打开连接水罐出口与水累进口管道的阀口、连接 水累出口与水罐进口管道的阀口、连接水累出口与沉垫模拟舱进水口管道的阀口 W及连接 沉垫模拟舱出油口与油罐进口管道的阀口，关闭其他阀口，水累将水罐中的水抽出后，一部 分计量进入沉垫模拟舱，另一部分返回水罐中，进入沉垫模拟舱的水推动隔膜，将沉垫模拟 舱中的油经管路推送至油罐中；
[0013] 所述油累抽油发油方法的步骤为:打开连接沉垫模拟舱出油口与油累进口管道的 阀口、连接油累进口与沉垫模拟舱进油口管道的阀口、连接油累出口与油罐进口管道的阀 口 W及连接水罐出口与沉垫模拟舱进水口管道的阀口，关闭其他阀口，油累将沉垫模拟舱 中的油抽出后，一部分计量进入油罐，另一部分返回沉垫模拟舱，水罐中的水进入至沉垫模 拟舱中。
[0014] 收油方法为油推水收油方法或水累抽水收油方法，
[0015] 所述油推水收油方法的步骤为:打开连接油罐出口与油累进口管道的阀口、连接 油累出口与油罐进口管道的阀口、连接油累出口与沉垫模拟舱进油口管道的阀口 W及连接 沉垫模拟舱出水口与水罐进口管道的阀口，关闭其他阀口，油累将油罐中的油抽出后，一部 分计量进入沉垫模拟舱，另一部分返回油罐，进入沉垫模拟舱的油推动隔膜，将沉垫模拟舱 中的水推送至水罐中；
[0016] 所述水累抽水收油方法的步骤为:打开连接沉垫模拟舱出水口与水累进口管道的 阀口、连接水累出口与沉垫模拟舱出水口管道的阀口、连接水累出口与水罐进口管道的阀 口 W及连接油罐出油口与沉垫模拟舱进油口管道的阀口，关闭其他阀口，水累将沉垫模拟 舱中的水抽出后，一部分计量进入水罐中，另一部分返回沉垫模拟舱，油罐中的有进入至沉 垫模拟舱中。
[0017] 本发明能够同时实现不同收发油过程，降低了模拟实验的成本。
[0018] 利用上述发油和收油方法的实验方法，其步骤为:在收发油过程中，控制改变不同 收油或发油的流速或溫度，检测与油累出口连接的管路设有计量装置的瞬时流量和累计流 量、沉垫模拟舱内油液位的变化及隔膜的运动速度。
[0019] 本发明能够模拟得到收发油过程中理论数据，为实际的工艺设计作理论指导。
[0020] -种上述发油和收油方法的实验方法在优化顶部平台的原油产量和穿梭油轮容 量进行收发工艺的管线及设备选型中的应用。
[0021] 利用上述实验模型对油加热的方法，其步骤为:打开连接沉垫模拟舱出油口与油 累进口管道的阀口、连接油累出口与油罐进口管道的阀口，油累将沉垫模拟舱中的油累送 至油罐中，然后关闭阀口，油罐中的加热系统将油加热后，打开连接油罐出口与沉垫模拟舱 进油口管道的阀口，使加热后的油进入至沉垫模拟舱中，完成循环加热。
[0022] 本发明通过对油罐加热及油的循环，从而实现了对沉垫模拟舱中油的加热，避免 了在沉垫模拟舱中布设加热盘管的问题。
[0023] 利用上述实验模型对油加热的方法对沉垫模拟舱保溫检测的实验方法，其步骤 为:加热后的有进入沉垫模拟舱，待液面稳定后，在沉垫模拟舱的油中设置若干溫测点，检 测不同位置的溫度随时间的变化，并绘制曲线，然后根据测量数据计算得到储罐散热量随 时间的变化曲线。
[0024] 本发明能够扩大和加深对油水沉垫传热传质的认识，为储油工艺参数和罐体结构 热应力计算提供可靠的依据；同时能够研究不同进舱溫度时舱内原油的溫度场和溫降规 律。
[0025] 优选的，所述若干溫测点的位置为沉垫模拟舱内油上液面处、1/4液位、1/2液位、 3/4液位、舱底，沿径向沉垫模拟舱中屯、位置、1/4半径、1/2半径、3/4半径、舱壁位置，共25处 溫测点。能够扩大和加深对油水沉垫传热传质的认识。
[0026] 优选的，所述若干溫测点位置为沉垫模拟舱内油上液面处、1/2液位、舱底，沉垫模 拟舱壁位置中屯、位置及沉垫模拟舱壁两侧位置，共9处溫测点。能够研究不同进舱溫度时舱 内原油的溫度场和溫降规律。
[0027] -种利用上述对沉垫模拟舱保溫检测的实验方法优化沉垫储油舱加热保溫系统 的应用。
[0028] -种利用上述收油方法和发油方法的实验方法和对沉垫模拟舱保溫检测的实验 方法在优化沉垫收、发油及保溫加热系统的应用。
[0029] 本发明的有益效果为：
[0030] 1.本发明能够同时模拟水推油发油过程、油累抽油发油过程、油推水收油过程或 水累抽水收油过程，降低了实验模拟成本。
[0031] 2.本发明采用外循环方式加热原油，在进行加热工艺实验时，将油罐用作加热罐， 利用油累将油累送至油罐加热至储存的预定溫度，然后输送回沉垫模拟舱，完成循环加热， 从而避免了在沉垫模拟舱内布设加热盘管。
[0032] 3.本发明能够模拟得到出收发油过程中各种理论数据，为实际的工艺设计作理论 指导。
[0033] 4.本发明通过一套装置基本能够模拟实际生产中的所有过程，设备较少，利于节 能环保。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明系统流程图；
[0035] 图2为透明罐顶部开孔俯视图；
[0036] 图3为透明罐顶部开孔主视图；
[0037] 图4为透明罐顶部开孔左视图；
[003引图5为透明罐顶部开孔图；
[0039] 图6为透明罐底部开孔图；
[0040] 图7为测溫孔布置图；
[0041] 图8为监测点设置示意图；
[0042] 其中，101.油罐，102.水罐，103.透明罐，104.油累，105.水累。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合附图对本发明进行进一步说明。
[0044] 根据沉垫收、发油工艺的理论分析及计算研究，拟制作Ξ个独立的沉垫模拟舱代 替沉垫四分之一舱容的Ξ个小舱，配合油罐和水罐进行收、发油实验，同时为了准确的研究 舱内原油的降溫规律，需要针对Ξ个小舱进行降溫过程溫度场的测试，而舱的外表可W进 行保溫材料性能的测试，因此拟针对Ξ个实验内容试制一套完整的综合实验模型，同时保 证具有进行Ξ个实验内容的功能。
[0045] 沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型，如图1所示，包括油罐101、油累104、水罐 102、水累105和3个透明罐103,3个透明罐103并联，其中，每个透明罐103的进油口均通过管 路同时连接油累104出口和油罐101出口，每个透明罐103的出油口均通过管路同时连接油 累104进口和油罐101进口，每个透明罐103的进水口均通过管路同时连接水累105出口和水 罐102出口，每个透明罐103的出水口均通过管路同时连接水累105进口和水罐102进口，油 罐101进口通过管路还连接油累104出口，油罐101出口通过管路还连接油累104进口，水罐 102进口通过管路还连接水累105出口，水罐102出口通过管路还连接水累105进口，所有管 路中均设有阀口，与油累104出口和水累105出口连接的管路中均设有计量装置，每个透明 罐103中均设有油水隔膜。
[0046] -、沉垫收、发油功能设计
[0047] 沉垫收、发油模型的目的是测试设计的几种收、发油方案实际的运行效果，根据沉 垫收、发油工艺的理论分析，完成实验流程简化说明图见图1所示，整个实验要实现水推油 发油、油累发油、油推水收油、水累水收油四套流程，具体功能说明如下：
[004引（1)水推油发油过程
[0049] 水通过管线15进入水累105,在水累105出口，一部分通过管线13和14回流到水罐 102，其他水经过计量后通过A阀和管线12-1、12-2、12-3,管线9-1、9-2、9-3进入透明罐103 内。油通过管线16-1、16-2、16-3,管线7-1、7-2、7-3和C阀和管线1进入油罐101。
[0050] (2)油累抽油发油过程
[0051] 油通过管线16-1、16-2、16-3，管线7-1、7-2、7-3和管线6进入油累104入口，油累 104出口油一部分作为回流通过管线17-1、17-2、17-3回到透明罐103内，剩余的计量后通过 管线3进入油罐101。水通过管线14、B阀和管线12-1、12-2、12-3,管线9-1、9-2、9-3进入透明 値 103 〇
[0052] (3)油推水收油
[0053] 油通过管线2进入油累104,在油累104出口，一部分通过管线5和1回流到油罐101， 剩余的油经过计量后通过管线16-1、16-2、16-3,管线7-1、7-2、7-3进入透明罐103内。水通 过管线12-1、12-2、12-3，管线9-1、9-2、9-3、8阀和管线14进入水罐102。
[0化4] (4)水累抽水收油过程
[0055] 水通过管线12-1、12-2、12-3，管线9-1、9-2、9-3和管线8进入水累105入口，水累 105出口水一部分作为回流通过管线18-1、18-2、18-3回到透明罐103,剩余的计量后通过管 线10、15进入水罐102。油通过管线1、阀C和管线16-1、16-2、16-3,管线7-1、7-2、7-3进入透 明罐103。
[0056] 为了更好的完成对收发油流程的模拟，设置5个进、出油口和5个进、出水口。
[0057] 3个透明罐103的顶部和底部都要开设管路连接孔，每条连接透明罐的管线上面都 要布设阀口，具体布置见图2-6。
[0058] 利用图1实验装置实现沉垫收发油工艺实验，可W进行收油过程和发油过程的模 拟。本试验的目的是研究选择收发油的工艺参数，具体实验方案如下。
[0059] ①收油模型实验：
[0060] 收油实验中，油罐101和透明罐103分别作为平台上的原油缓冲罐和沉垫舱，油累 104作为原油输送累。
[0061] 实验中原油在油罐101内经加热至预定溫度后，将油罐101内的原油通过油累104 累送至透明罐103,将透明罐103底水压出。
[0062] 实验中研究的工艺变量包括：
[0063] 充油流速；
[0064] 充油溫度；
[0065] 在收油实验中，充油流速等参数的确定要结合平台上生产规模，收油流程管径等 参数进一步分析确定。
[0066] 实验中检测变量包括：
[0067 ]进透明罐103流量计的瞬时流量和累计流量；
[006引透明罐103内液位变化；
[0069] 油水隔离膜的运动情况。
[0070] ②发油模型实验：
[0071] 发油实验中，油罐101和透明罐103分别作为平台上的穿梭油轮液舱和沉垫舱，油 累104作为原油输送累。
[0072] 实验中将透明罐103内的原油通过油累104累送至油罐101。
[0073] 实验中研究的工艺变量包括：
[0074] 发油流速；
[0075] 发油溫度；
[0076] 实验中检测变量包括：
[0077 ]出透明罐103流量计的瞬时流量和累计流量；
[007引透明罐103内液位变化；
[0079] 油水隔离膜的运动情况。
[0080] 发油流程的发油流速及发油溫度等参数要结合穿梭油轮的穿梭频率来确定。
[0081] 通过收发油模型实验，确定出最优的收、发油速度和溫度，进而根据顶部平台的原 油产量和穿梭油轮容量进行收发工艺的管线及累等设备的选型，同时完成流程选择和管系 布置。
[0082] 二、沉垫保溫及加热功能设计
[0083] 原油在沉垫储油舱内由于对流、导热等传热过程，舱内原油溫度会不断下降，影响 油水隔离水下储油舱溫度降低快慢的原因有很多：原油进舱的溫度、储油舱充装度、保溫材 料的性能、海水的溫度、海流速度等。沉垫保溫及加热实验的目的在于研究舱内储油降溫过 程的溫度场，从而确定最佳的进油溫度及开始循环加热的溫度，同时验证和完善理论的溫 度场模拟研究结论。
[0084]保溫及加热工艺实验分为两个主要部分，一是加热工艺实验;二是保溫性能实验； 分别介绍如下：
[00化]1.加热工艺实验
[0086] 由于水下储油有移动的油水界面，在罐内不宜布设加热盘管，采用外循环方式加 热原油是行之有效的方法。在进行加热工艺实验时，将油罐101用作加热罐，利用油累104将 原油累送至油罐101加热至储存的预定溫度，然后输送回透明罐103,完成循环加热。
[0087] 加热实验中主要研究W下影响因素：
[0088] 透明罐10巧日热临界溫度，即需要开始循环加热时透明罐103的溫度；
[0089] 循环原油的加热溫度，即油罐101中加热后的原油溫度；
[0090] 试验中检测的主要参数：
[0091] 透明罐103内的溫度场。
[0092] 通过上述两影响因素分析，结合溫度场测定最终确定出加热频率及循环加热起始 和结束溫度等关键参数。
[0093] 2.保溫测试实验
[0094] 根据选定的若干种保溫材料和保溫结构，对沉垫舱进行保溫处理。
[0095] 原油加热至预定溫度后进入透明罐103储存，待液面稳定后，对设置的测溫点（透 明罐103上液面处，1/4液位、1/2液位、3/4液位、罐底，沿径向透明罐103中屯、位置、1/4半径、 1/2半径、3/4半径、罐壁位置），共25处测溫点每隔一定的时间测出该处的溫度值，绘制出溫 度随时间的变化曲线，与数值模拟结果作对比。
[0096] 通过实验室初试及模拟试验，经大量溫度场实测数据分析计算，得出透明罐103内 原油溫度与时间变化规律曲线和透明罐103散热量随时间的变化曲线，扩大和加深了对油 水沉垫传热传质的认识，为储油工艺参数和罐体结构热应力计算提供了可靠的依据。
[0097] 保溫实验中主要研究W下影响因素：
[0098] 透明罐103初始储存溫度，即原油充入透明罐103时的溫度；
[0099] 透明罐103液位，按照一定步长，研究储油量与溫降的关系；
[0100] 保溫材料，即在保溫材料性能试验中选择的保溫材料；
[0101] 保溫层厚度，结合保溫材料试验进行保溫层厚度试验。
[0102] 为了研究不同进透明罐103溫度时透明罐103内原油的溫度场和溫降规律，在透明 罐103内设置九个监测点，观测运些特定点上溫度随时间的变化规律，运些监测点的水平和 纵向布置如图7和图8所示。
[0103] 通过不同截面和位置的测溫点的测量结果，可W比较完整的得到舱内储油的溫降 规律，从而确定沉垫储油出舱加热溫度和加热后进舱的溫度。
[0104] Ξ、保溫材料性能测试功能设计
[0105] 用于海底储罐的保溫材料必须具有如下性能:①足够的强度、刚度和弹性W抵抗 保溫层在预制和铺设过程中的各种载荷;②足够高的抗压强度W抵抗海水静压力，保证其 不被压坏;③导热系数小;④吸水率低或不吸水;⑤耐溫性。
[0106] 保溫材料从其结构上可W分为发泡型、空气层型和纤维型Ξ大类。发泡型保溫材 料具有导热系数小、吸水率低、抗压强度高及易于成型和施工等优点，在油气储运工程中得 到越来越广泛的应用。目前，海底储罐所用的发泡型保溫材料为有机发泡材料、无机发泡材 料和复合泡沫材料。它们都具有导热系数小，吸水率低，抗压强度高，易于成型，方便施工等 优点。
[0107] 此部分保溫材料性能实验是为沉垫保溫及加热工艺实验选择实验用的保溫材料， 基本思路是海选适合于海底储罐的保溫材料进行相关性能测试，从而对比分析确定几种材 料用于保溫及加热实验，同时为沉垫储油工艺沉垫舱保溫材料的选择提供依据。
[0108] 利用实验模型可W进行不同保溫材料的保溫性能测试，通过在Ξ个透明罐103表 面敷设不同种类的保溫材料，通过溫度场的测试可W测定其保溫性能。同时借助导热性能 测试仪器可W完成相关测试要求。
[0109] 四、沉垫收、发油和保溫加热系统实验模型参数设计
[0110] 1.沉垫模型舱参数计算
[0111] 根据沉垫储油的工艺设计，四分之一的沉垫为一个独立的大舱，大舱由Ξ个小舱 组成，Ξ个小舱内原油可W互相流动，并共同使用一套收发油管道工艺。根据工程要求，设 计的工程用舱的尺寸如表1所示。
[0112] 为了便于观察舱内的隔离膜的运动情况，此次试验舱采用透明的玻璃制作，考虑 到玻璃的耐压性差，模型的尺寸不能太大，根据计算研究，按照20:1的规模对原工程用舱进 行缩小，设计Ξ个实验舱的参数如表1所示。
[0113] 表1储油舱实验模型设计参数，单位:mm
[0114]
[0115] 2.实验管径的确定
[0116] 平台发油方案设计中提出了在5种发油时间下，分别使用3种不同发油管径的发油 方案，5种发油时间对应的储舱隔膜移动速度各不相同，根据相似性原理，要研究隔膜的运 动规律，需要保持实验和设计方案中膜的运动速度一致，本实验正是基于此开展的，根据膜 速相当换算的实验参数见表2:
[0117] 表2根据膜速相当换算的实验参数表
[011 引
[0119] 据表可知，实验需要的管径至少为17mm，太小的话管内流速过高，与实际工程应用 不符，因此选用20mm内径的PVC管。
[0120] 3.实验水累的选型
[0121] 水累的选型需要对管线进行水利计算，假定按各情况反算对应的管径来计算，有 如下表的结果：
[0122] 表3管线水力计算参数表
[0123]
[0124] 由表3可知，实验累的流量范围在0.5-2化/min的范围内，实际扬程在20mW上。
[01巧]4.实验模型设备
[0126] 根据实验流程的需要，W及舱容的要求，完成了油罐、水罐及流量计、压力表等传 感器的选型，设备汇总如表4所示：
[0127] 表4设备性能参数要求表
[012 引
[0129]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围 的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需 要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 沉垫收、发油和保温加热系统实验模型，其特征是，包括油罐、油栗、水罐、水栗和若 干沉垫模拟舱，其中，每个沉垫模拟舱的进油口均通过管路同时连接油栗出口和油罐出口， 每个沉垫模拟舱的出油口均通过管路同时连接油栗进口和油罐进口，每个沉垫模拟舱的进 水口均通过管路同时连接水栗出口和水罐出口，每个沉垫模拟舱的出水口均通过管路同时 连接水栗进口和水罐进口，油罐进口通过管路还连接油栗出口，油罐出口通过管路还连接 油栗进口，水罐进口通过管路还连接水栗出口，水罐出口通过管路还连接水栗进口，所有管 路中均设有阀门，与油栗出口和水栗出口连接的管路中均设有计量装置，每个沉垫模拟舱 中均设有油水隔膜； 所述油罐和水罐内设有加热系统;每个沉垫模拟舱中均设有温度测量装置，每个沉垫 模拟舱外均敷设保温层。2. 利用权利要求1所述的实验模型的发油和收油的方法，其特征是， 发油方法为水推油发油方法或油栗抽油发油方法， 所述水推油发油方法的步骤为:打开连接水罐出口与水栗进口管道的阀门、连接水栗 出口与水罐进口管道的阀门、连接水栗出口与沉垫模拟舱进水口管道的阀门以及连接沉垫 模拟舱出油口与油罐进口管道的阀门，关闭其他阀门，水栗将水罐中的水抽出后，一部分计 量进入沉垫模拟舱，另一部分返回水罐中，进入沉垫模拟舱的水推动隔膜，将沉垫模拟舱中 的油经管路推送至油罐中； 所述油栗抽油发油方法的步骤为：打开连接沉垫模拟舱出油口与油栗进口管道的阀 门、连接油栗进口与沉垫模拟舱进油口管道的阀门、连接油栗出口与油罐进口管道的阀门 以及连接水罐出口与沉垫模拟舱进水口管道的阀门，关闭其他阀门，油栗将沉垫模拟舱中 的油抽出后，一部分计量进入油罐，另一部分返回沉垫模拟舱，水罐中的水进入至沉垫模拟 舱中； 收油方法为油推水收油方法或水栗抽水收油方法，其中， 所述油推水收油方法的步骤为:打开连接油罐出口与油栗进口管道的阀门、连接油栗 出口与油罐进口管道的阀门、连接油栗出口与沉垫模拟舱进油口管道的阀门以及连接沉垫 模拟舱出水口与水罐进口管道的阀门，关闭其他阀门，油栗将油罐中的油抽出后，一部分计 量进入沉垫模拟舱，另一部分返回油罐，进入沉垫模拟舱的油推动隔膜，将沉垫模拟舱中的 水推送至水罐中； 所述水栗抽水收油方法的步骤为：打开连接沉垫模拟舱出水口与水栗进口管道的阀 门、连接水栗出口与沉垫模拟舱出水口管道的阀门、连接水栗出口与水罐进口管道的阀门 以及连接油罐出油口与沉垫模拟舱进油口管道的阀门，关闭其他阀门，水栗将沉垫模拟舱 中的水抽出后，一部分计量进入水罐中，另一部分返回沉垫模拟舱，油罐中的有进入至沉垫 模拟舱中。3. 利用权利要求2所述的发油和收油方法的实验方法，其特征是，其步骤为:在收发油 过程中，控制改变不同收油或发油的流速或温度，检测与油栗出口连接的管路设有计量装 置的瞬时流量和累计流量、沉垫模拟舱内油液位的变化及隔膜的运动速度。4. 一种权利要求3所述的发油和收油方法的实验方法在优化顶部平台的原油产量和穿 梭油轮容量进行收发工艺的管线及设备选型中的应用。5. 利用权利要求1所述的实验模型对油加热的方法，其特征是，其步骤为：打开连接沉 垫模拟舱出油口与油栗进口管道的阀门、连接油栗出口与油罐进口管道的阀门，油栗将沉 垫模拟舱中的油栗送至油罐中，然后关闭阀门，油罐中的加热系统将油加热后，打开连接油 罐出口与沉垫模拟舱进油口管道的阀门，使加热后的油进入至沉垫模拟舱中，完成循环加 热。6. 利用权利要求5实验模型对油加热的方法对沉垫模拟舱保温检测的实验方法，其特 征是，其步骤为:加热后的有进入沉垫模拟舱，待液面稳定后，在沉垫模拟舱的油中设置若 干温测点，检测不同位置的温度随时间的变化，并绘制曲线，然后根据测量数据计算得到储 罐散热量随时间的变化曲线。7. 如权利要求6所述的利用权利要求5实验模型对油加热的方法对沉垫模拟舱保温检 测的实验方法，其特征是，所述若干温测点的位置为沉垫模拟舱内油上液面处、1/4液位、1/ 2液位、3/4液位、舱底，沿径向沉垫模拟舱中心位置、1 /4半径、1 /2半径、3/4半径、舱壁位置， 共25处温测点。8. 如权利要求6所述的利用权利要求5实验模型对油加热的方法对沉垫模拟舱保温检 测的实验方法，其特征是，所述若干温测点位置为沉垫模拟舱内油上液面处、1/2液位、舱 底，沉垫模拟舱壁位置中心位置及沉垫模拟舱壁两侧位置，共9处温测点。9. 一种利用权利要求6-8任一所述的对沉垫模拟舱保温检测的实验方法优化沉垫储油 舱加热保温系统的应用。10. -种利用权利要求3和6所述的收油方法和发油方法的实验方法和对沉垫模拟舱保 温检测的实验方法在优化沉垫收、发油及保温加热系统的应用。
【文档编号】G01M99/00GK105823644SQ201610164065
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】李玉星, 王武昌, 胡其会, 刘翠伟, 朱建鲁, 韩辉
【申请人】中国石油大学(华东)