本實用新型涉及原油特性測試設備技術領域，具體為一種無泵驅動含蠟原油流變性測試環(huán)道裝置。

背景技術：

目前，我國原油(包括海洋油田的原油)大部分都是含蠟粘稠原油和重質高粘原油。在輸油管道的運行過程中，由于某種原因引起輸量不斷下降而壓力持續(xù)升高時，如不及時采取措施，將會導致凝管，這種惡性事故在油田集輸管道上和長距離大口徑輸油干線上都曾發(fā)生過。究其原因，主要是對含蠟原油管流特性變化規(guī)律，對指導生產實踐具有理論和實際意義。世界管道工業(yè)發(fā)展十分迅速，管道輸油在國民經濟中起著巨大的作用，而含蠟原油管道在設計和運行管理過程中都必須解決原油的流動特性評價問題，含蠟原油流變性的測定主要有兩大測量系統(tǒng)，即旋轉粘度計和管流實驗裝置。在旋轉粘度計中的切變運動稱為拖動流，而在管路中的流動稱為壓力流。由于兩者的流動邊界條件對介質的剪切方式不同，從而使得測試數據出現差異。旋轉粘度計無法測量真實管流狀態(tài)下含蠟原油的流動特性，實驗結果具有較大誤差。而含蠟原油流變特性受剪切條件影響很大，現有實驗環(huán)道均為泵加壓驅動，對含蠟原油內部結構造成巨大的剪切破壞，同時無法測定泵對流體的剪切大小，因此實驗結果具有一定誤差，無法反應集輸管道中的真實流動狀態(tài)。

為測量含蠟原油管流特性，張足斌等人提出了一種管流實驗裝置(張足斌,張國忠.管道流動實驗裝置的研制與調試[J].油氣儲運,2000,19(1):25-28.)。通過熱處理罐、緩沖罐、緩沖罐和閥門的切換，可實現油品的充裝和不同流程間的切換。蠕動泵驅動含蠟原油在環(huán)道內循環(huán)流動，質量流量計測量流體流量，恒溫水浴控制環(huán)道溫度。其存在主要問題是，利用蠕動泵驅動含蠟原油，對流體具有一定剪切破壞作用，且流量控制難度增加，具有一定脈沖作用。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種無泵驅動含蠟原油流變性測試環(huán)道裝置，以解決上述背景技術中提出的問題，所具有的有益效果是：具有功能性強、操作靈活、流程簡單、自動化程度高的特點。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種無泵驅動含蠟原油流變性測試環(huán)道裝置，包括加壓系統(tǒng)，所述加壓系統(tǒng)、制備系統(tǒng)和環(huán)道系統(tǒng)依次通過注氣管道和循環(huán)管道連接；所述加壓系統(tǒng)依次包括第一高壓氣瓶、第二高壓氣瓶、第一降壓閥、第二降壓閥、電動球閥一、電動球閥二、電動球閥三和電動球閥四和注氣管道，所述第一高壓氣瓶和第二高壓氣瓶分別與第一降壓閥和第二降壓閥通過注氣管道連接，所述電動球閥一和電動球閥二的輸入端并聯后與第一降壓閥的輸出端通過注氣管道串聯連接，所述電動球閥三和電動球閥四的輸入端并聯后與第二降壓閥的輸出端通過注氣管道串聯連接，所述電動球閥一和電動球閥三的輸出端并聯后與第一高溫高壓反應釜的輸入端通過注氣管道串聯連接，所述電動球閥二和電動球閥四的輸出端并聯后與第二高溫高壓反應釜的輸入端通過注氣管道串聯連接，所述制備系統(tǒng)包括第一高溫高壓反應釜與第二高溫高壓反應釜，所述環(huán)道系統(tǒng)依次包括電動球閥五、電動球閥六、電動球閥七、電動球閥八、流量計、球閥九、測試管段、球閥十、水浴、溫度傳感器、壓力傳感器和循環(huán)管道，所述電動球閥五和電動球閥六的輸入端并聯后與第一高溫高壓反應釜的輸出端通過循環(huán)管道串聯連接，所述電動球閥七和電動球閥八的輸入端并聯后與第二高溫高壓反應釜的輸出端通過循環(huán)管道串聯連接，所述電動球閥五和電動球閥七的輸出端并聯后與流量計的輸入端通過循環(huán)管道串聯連接，所述電動球閥六和電動球閥八的輸出端并聯后與球閥九的輸入端通過循環(huán)管道串聯連接，所述球閥九、測試管段、球閥十和流量計通過循環(huán)管道依次連接，所述測試管段外側設置有外層夾套，且外層夾套和水浴通過兩段水管循環(huán)連接，所述第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜內部分為上下排列的氣體空間和物料；所述第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜頂部均安裝有電動攪拌器，且電動攪拌器的轉動軸上安裝的攪拌葉片設置在物料中。

優(yōu)選的，所述第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜內部均設有壓力傳感器。

優(yōu)選的，所述第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜外側設置有外層夾套。

優(yōu)選的，所述電動球閥八和球閥九之間的循環(huán)管道的內部固定安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，所述電動球閥五和流量計之間的循環(huán)管道的內部固定安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，所述流量計和球閥十之間的循環(huán)管道上安裝有兩個壓力傳感器。

優(yōu)選的，所述環(huán)道系統(tǒng)外部設置有保溫層。

優(yōu)選的，所述物料為含蠟原油或油水乳狀液。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該設備通過注氣加壓推動含蠟原油進入環(huán)道實現流體的無泵剪切流動，利用注氣管道和循環(huán)管道配合多個電動球閥在不同管路流程間切換，實現環(huán)道單向循環(huán)流動，且高溫高壓反應釜上部電動攪拌器的設置，可進行油水乳狀液多相體系的制備，增加設備的實用性和適用范圍，測試管段外層夾套的設計，配合水浴可控制設備的實驗溫度，同時，測試管段可拆卸，能夠實現含蠟原油流動過程中蠟沉積量的測量，從而簡化工作人員的操作過程并減少工作量，壓力傳感器、溫度傳感器及流量計的設計，可用于流動參數數據的采集，本實用新型具有功能性強、操作靈活、流程簡單、自動化程度高的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型第一高溫反應釜的內部結構示意圖；

圖3為本實用新型測試管段的結構示意圖。

圖中：1-加壓系統(tǒng)；2-第一高壓氣瓶；3-第一降壓閥；4-電動球閥一；5-電動球閥二；6-注氣管道；7-第一高溫高壓反應釜；8-壓力傳感器；9-電動球閥五；10-電動球閥六；11-流量計；12-循環(huán)管道；13-第二高壓氣瓶；14-第二降壓閥；15-電動球閥四；16-電動球閥三；17-第二高溫高壓反應釜；18-制備系統(tǒng)；19-電動球閥八；20-電動球閥七；21-球閥九；22-測試管段；23-水浴；24-溫度傳感器；25-水管；26-球閥十；27-環(huán)道系統(tǒng)；28-電動攪拌器；29-外層夾套；30-物料；31-攪拌葉片。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-3，本實用新型提供的一種實施例：一種無泵驅動含蠟原油流變性測試環(huán)道裝置，包括加壓系統(tǒng)1，加壓系統(tǒng)1、制備系統(tǒng)18和環(huán)道系統(tǒng)27依次通過注氣管道6和循環(huán)管道12連接；加壓系統(tǒng)1依次包括第一高壓氣瓶2、第二高壓氣瓶13、第一降壓閥3、第二降壓閥14、電動球閥一4、電動球閥二5、電動球閥三16和電動球閥四15和注氣管道6，第一高壓氣瓶2和第二高壓氣瓶13分別與第一降壓閥3和第二降壓閥14通過注氣管道6連接，電動球閥一4和電動球閥二5的輸入端并聯后與第一降壓閥3的輸出端通過注氣管道6串聯連接，電動球閥三16和電動球閥四15的輸入端并聯后與第二降壓閥14的輸出端通過注氣管道6串聯連接，電動球閥一4和電動球閥三16的輸出端并聯后與第一高溫高壓反應釜7的輸入端通過注氣管道6串聯連接，電動球閥二5和電動球閥四15的輸出端并聯后與第二高溫高壓反應釜17的輸入端通過注氣管道6串聯連接，制備系統(tǒng)18包括第一高溫高壓反應釜7與第二高溫高壓反應釜17，環(huán)道系統(tǒng)27依次包括電動球閥五9、電動球閥六10、電動球閥七20、電動球閥八19、流量計11、球閥九21、測試管段22、球閥十26、水浴23、溫度傳感器24、壓力傳感器8和循環(huán)管道12，電動球閥五9和電動球閥六10的輸入端并聯后與第一高溫高壓反應釜7的輸出端通過循環(huán)管道12串聯連接，電動球閥七20和電動球閥八19的輸入端并聯后與第二高溫高壓反應釜17的輸出端通過循環(huán)管道12串聯連接，電動球閥五9和電動球閥七20的輸出端并聯后與流量計11的輸入端通過循環(huán)管道12串聯連接，電動球閥六10和電動球閥八19的輸出端并聯后與球閥九21的輸入端通過循環(huán)管道12串聯連接，球閥九21、測試管段22、球閥十26和流量計11通過循環(huán)管道12依次連接，測試管段22外側設置有外層夾套29，且外層夾套29和水浴23通過兩段水管25循環(huán)連接，第一高溫高壓反應釜7和第二高溫高壓反應釜17內部分為上下排列的氣體空間和物料30；第一高溫高壓反應釜7和第二高溫高壓反應釜17頂部均安裝有電動攪拌器28，且電動攪拌器28的轉動軸上安裝的攪拌葉片31設置在物料30中，第一高溫高壓反應釜7和第二高溫高壓反應釜17內部均設有壓力傳感器8，第一高溫高壓反應釜7和第二高溫高壓反應釜17外側設置有外層夾套29，電動球閥八19和球閥九21之間的循環(huán)管道12的內部固定安裝有溫度傳感器24和壓力傳感器8，電動球閥五9和流量計11之間的循環(huán)管道12的內部固定安裝有溫度傳感器24和壓力傳感器8，流量計11和球閥十26之間的循環(huán)管道12上安裝有兩個壓力傳感器8，環(huán)道系統(tǒng)27外部設置有保溫層，物料30為含蠟原油或油水乳狀液。

工作原理：使用時，含蠟原油的制備：將一定量的含蠟原油注入第一高溫高壓反應釜7的內部，啟動電動攪拌器28帶動攪拌葉片31進行攪拌，其外層夾套29循環(huán)油浴對含蠟原油進行加熱。

油水乳狀液的制備：將一定量的含蠟原油和水注入第一高溫高壓反應釜7，啟動電動攪拌器28帶動攪拌葉片31進行攪拌，其外層夾套29循環(huán)油浴對含蠟原油進行加熱。

環(huán)道充氣加壓：關閉電動球閥一4、電動球閥三16、電動球閥五9、電動球閥六10，打開電動球閥二5、電動球閥四15、電動球閥七20、電動球閥八19、球閥九21、球閥十26。打開第二高壓氣瓶13，調節(jié)第二降壓閥14壓力對第二高溫高壓反應釜17及循環(huán)管道12進行充氣加壓至實驗背壓設定壓力，環(huán)道系統(tǒng)27充氣加壓完成。

無泵單向循環(huán)流動實驗：打開第一高壓氣瓶2，調節(jié)第一降壓閥3壓力至實驗初始壓力。打開第二高壓氣瓶13，調節(jié)第二降壓閥14壓力至實驗背壓設定壓力。電動球閥一4、電動球閥四15、電動球閥五9、電動球閥八19處于開啟狀態(tài)，電動球閥二5、電動球閥三16、電動球閥六10、電動球閥七20處于關閉狀態(tài)。由于環(huán)道系統(tǒng)27前端與尾部的壓力差，第一高溫高壓反應釜7內的液體被驅動流入環(huán)道，流量計11計量流體流量。當流量計11計量流量并累計達到液體體積的百分之九十，電動球閥一4、電動球閥二5、電動球閥三16、電動球閥四15、電動球閥五9、電動球閥六10、電動球閥七20、電動球閥八19被觸發(fā)，電動球閥一4、電動球閥四15、電動球閥五9、電動球閥八19轉換為關閉狀態(tài)，而電動球閥二5、電動球閥三16、電動球閥六10、電動球閥七20轉換為開啟狀態(tài)。第一高壓氣瓶2內氣體推動第二高溫高壓反應釜17內液體流入循環(huán)管道12，第二高壓氣瓶2與第一高溫高壓反應釜7相連，維持一定背壓，依此切換流程，保證流體循環(huán)流動，無論流程如何切換，流體始終從環(huán)道前端注入，環(huán)道尾部流出。實驗過程中，環(huán)道系統(tǒng)內循環(huán)管道上沿線的溫度傳感器24、壓力傳感器8采集流動參數數據。

蠟沉積測量：在循環(huán)流動過程中，打開水浴23對測試管段22進行溫度控制，測試管段22部分存在蠟晶析出，停止流動，關閉球閥九21、球閥十26，拆卸測試管段22并進行稱重，與未結蠟測試管道重量之差即為結蠟量。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。