[发明专利]一种多功能实验流体环道实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能实验流体环道实验装置。

背景技术

我国多数油田采出原油为稠油和含蜡油，油田采出液在开采过程中多以油水两相流或油气水三相流的形式存在，集输过程中多采用油水混输或油气水混输工艺。在原油开采和输送过程中，任何热效应、力效应、电效应或其它物理化学因素的变化都可能引起采出液中重有机物沉积及其流动特性的变化。原油及其采出液的流变特性、粘温特性是输油管道工艺设计的关键物理性质参数，蜡与沥青质等重有机物的固相沉积评价是输油管道安全保障的重要内容，它们的传统测试分析分别采用流变学手段与数值模拟方法，但评价结果与实际运行参数的吻合程度一般较低。

流体环道实验装置作为流体管流特性、流型、压降规律及固相沉积等方面的主要实验研究手段，其实验结果对输油管道的设计和操作运行具有很强的适用性和指导作用，对开采和输送过程中生产技术难题的解决具有极大的促进作用，在国内外都有广泛应用。比如，国内外很多研究中心相继建立了用于流体管路特性、含蜡油蜡沉积特性、含蜡油停输再启动、两相流和多相流等实验研究的各类环道实验装置，其中一些装置的测试分析功能比较单一、测试范围局限性较大，且操作复杂。对于特定功能的环道实验装置，往往可以很好解决相应的工程技术难题，但测试流体类型、测试方案、测试条件一旦发生改变，这类装置则难以适应，必须对其进行大规模改造或重建，主要设备的利用率较低。因此，非常有必要提供一种功能多、测试范围广、操作灵活、自动化程度高、参数测量准确的流体多功能环道实验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能实验流体环道实验装置。

本发明提供的一种多功能实验流体环道实验装置包括环形水槽；所述环形水槽的两个直槽的中部分别设有进水口和出水口；所述环形水槽内设有若干加热元件；所述环形水槽内设有供实验流体通过的环形管路；所述实验装置还包括油路、水路和气路，所述油路包括依次连接的油罐、油泵、质量流量计和若干阀门，所述油罐与所述环形管路的实验流体出口端相连通，并与所述环形管路的实验流体进口端相连通，所述油罐与所述环形管路的实验流体出口端相连通；所述水路包括依次连接的油气水分离罐、水泵、电磁流量计和若干阀门；所述气路包括依次连接的空气压缩机、储气罐、浮子流量计和若干阀门；所述油路、水路和气路的出口端相连通后依次通过静态混合器与所述环形管路的实验流体进口端相连通；所述环形管路的实验流体出口端通过辅助管路a与所述油气水分离罐相连通；所述油路通过辅助管路b与所述油气水分离罐相连通，该连通处位于所述油罐与油泵之间；所述油路通过辅助管路c与所述辅助管路a相连通，该连通处设于所述油罐与油泵之间；所述环形管路还与设于所述环形水槽外的倾斜水平管路相连通；所述倾斜水平管路的另一端与所述辅助管路a相连通。

上述的环道实验装置中，所述倾斜水平管路的中间部分管路段外套设有套管，所述套管与所述倾斜水平管路之间的环腔为冷却介质通道，以便模拟低温环境；且该环腔内设有若干个折流挡板，以保证制冷效果；所述倾斜水平管路的两端设有温度变送器，用于监测实验流体的温度变化。

上述的环道实验装置中，所述倾斜水平管路上于所述套管的两端通过金属软管连接一可视测试管段，从而使其在垂直方向上的倾角可在-90°～+90°之间的范围内进行调节。

上述的环道实验装置中，所述环形管路的直管段上设有差压变送器，实时测定测试段的压差变化；所述倾斜水平管路上设有压力变送器和压差变送器，实时测定测试段的压力和压差变化。

上述的环道实验装置中，所述环形水槽由槽体与槽盖组成；所述环形管路布置在所述环形水槽中，可由距所述环形水槽底部一定间隔的不锈钢支座支撑；所述环形水槽的外侧面上和外底面上均设有保温层，所述保温层内可填充复合硅酸盐保温棉，可减少热量的散失；所述保温层上设有防护层，可用1k银色玻纤板作防护层。

上述的环道实验装置中，所述槽盖可为夹层槽盖；所述夹层槽盖内可设有保温材料，所述保温材料可为复合硅酸盐保温棉。

上述的环道实验装置中，所述加热元件可设置在所述环形水槽的内侧；所述加热元件可为电加热器；所述电加热器可为均匀分布的，可使所述环形水槽中的水与所述环道内的实验流体始终处于均匀的温度场。

上述的环道实验装置中，所述环形水槽上设有液位计，用于控制水槽内的水位高于所述电加热元件，防止电加热元件暴露于空气中；所述环形水槽的侧壁上设有可视窗口，可观察所述环形水槽内环道内的流体的流型。