本发明专利技术为一种埋地原油管道停输温降实验装置，在方形箱体中设有实验管段，箱体中填充有沙土并覆盖实验管段；实验管段的进油口连通导热油加热罐，出油口连通废油回收罐；实验管段一端由绝热双层真空玻璃制成的端盖密封；实验管段外壁包覆有电加热膜，实验管段内壁设有一第一温度热电偶，第一温度热电偶、电加热膜与温度控制系统连接；实验管段内部设有多个第二温度热电偶；实验管段外设有多个第三温度热电偶；第二、第三温度热电偶连接到多路数据采集器；本发明专利技术可模拟埋地热油管道停输过程，占用空间小，实验初始条件和边界条件易于控制，测温全面准确，并且实现了埋地管道实验的可视化，利于深入研究含蜡原油在停输过程的传热机理。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术为一种埋地原油管道停输温降实验装置，在方形箱体中设有实验管段，箱体中填充有沙土并覆盖实验管段；实验管段的进油口连通导热油加热罐，出油口连通废油回收罐；实验管段一端由绝热双层真空玻璃制成的端盖密封；实验管段外壁包覆有电加热膜，实验管段内壁设有一第一温度热电偶，第一温度热电偶、电加热膜与温度控制系统连接；实验管段内部设有多个第二温度热电偶；实验管段外设有多个第三温度热电偶；第二、第三温度热电偶连接到多路数据采集器；本专利技术可模拟埋地热油管道停输过程，占用空间小，实验初始条件和边界条件易于控制，测温全面准确，并且实现了埋地管道实验的可视化，利于深入研究含蜡原油在停输过程的传热机理。【专利说明】埋地原油管道停输温降实验装置
本专利技术是关于一种温降实验装置，尤其涉及一种原油输送中埋地原油管道停输温降实验装置。
技术介绍
我国所产原油多为含蜡易凝高粘原油，管道输送这类原油时，一般采用加热输送技术。由于计划检修或者事故抢修等因素，不可避免地会遇到各种停输问题。停输后原油向环境散热，油温下降，粘度随之增大。当油温降到析蜡点以下，蜡晶就会不断析出并胶联成网络结构给管道的再启动带来极大的困难，甚至造成凝管事故。含蜡原油管道停输过程中原油物性发生剧烈变化，原油由高温段牛顿流体随着温降转变为低温段非牛顿流体直至胶凝固体。停输传热过程是一个伴随有相变化、自然对流及移动边界的非稳定传热问题，由于其复杂性，传热机理尚未得到完全揭示，目前尚不能准确预测管道停输温降及允许停输时间。为了解决这一问题，其关键是要查明停输过程中管内原油的传热机制。但是目前还没有能够深入研究这一机理的实验装置，因此要揭示含蜡原油停输温降规律十分困难。目前，对于埋地原油管道停输温降的实验研究主要包括现场实验和环道实验。我国东黄复线、东临线、中洛线和彩石输油管线都进行过现场试验研究，这些研究虽然都详细监测了停输过程中管道周围土壤温度场的变化，但对管内油温的研究比较粗糙，仅在管内布置了少数几个测温热电偶，对特定位置温度的变化进行了监测。虽然这些现场测试为管道安全生产提供了一些参考，但有很大的局限性，主要是无法测得管内油温的分布，不能结合原油的流变性质开展管内原油传热机理研究。进行埋地原油管道停输温降研究的另一方法是环道试验。专利技术人所在课题组就曾计划搭建环道对该问题进行研究，但因环道的长度必须足够大使油流达到充分发展，而且拐角处的曲率也应达到一定大小。基于以上原因，环道的占地面积已远远超过实验室的可用面积，而且尺寸越大实验的边界条件也越难控制，往往带来实验误差。另外，环道结构复杂，需要泵、电机、缓冲罐等相关设备，实验台搭建运行费用较高，而且实验步骤繁琐，换土换油不便，实验效率低。更重要的是，现有实验装置均由于其封闭性无法对管内原油的轴向截面进行观察，而对于停输温降这样一种伴随有相变化、自然对流及移动边界的非稳定传热问题，跟踪相界面的移动并了解蜡晶析出的结构和规律至关重要，如能实现停输温降实验装置的可视化将有利于深入揭示原油停输过程中的传热机理。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种埋地原油管道停输温降实验装置，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种埋地原油管道停输温降实验装置，实现实验的可视化、方便观察记录原油的凝固结蜡情况，利于深入研究含蜡原油在停输过程的传热机理。本专利技术的另一目的在于提供一种埋地原油管道停输温降实验装置，可获得管内原油的截面温度场和土壤温度场，从而深入研究停输过程中含蜡原油传热机理。本专利技术的又一目的在于提供一种埋地原油管道停输温降实验装置，实验初始条件和边界条件易于控制、实验可重复性好。本专利技术的再一目的在于提供一种埋地原油管道停输温降实验装置，占地面积小、操作方便。本专利技术的目的是这样实现的，一种埋地原油管道停输温降实验装置，所述停输温降实验装置包括一方形箱体，所述箱体中设有一两端密封的实验管段，实验管段外的箱体中填充有沙土并覆盖所述实验管段；实验管段的进油口连通导热油加热罐出油口，实验管段的出油口连通废油回收罐进油口 ；所述实验管段至少一端由绝热双层真空玻璃制成的端盖密封，箱体壁面与绝热双层真空玻璃端盖对应位置处开有相应大小的圆孔；所述实验管段外壁包覆有电加热膜，实验管段内壁固定有一第一温度热电偶，第一温度热电偶、电加热膜与一个温度控制系统连接；实验管段内部设有管内热电偶支架，其上固定设有多个第二温度热电偶；实验管段外壁固定设有管外热电偶支架，其上固定设有多个第三温度热电偶；第一温度热电偶、第二温度热电偶的连线通过实验管段上的引线口引出，第二温度热电偶连接到一个多路数据采集器；第三温度热电偶的连线通过箱体上的小孔引出并连接到所述多路数据采集器；该多路数据采集器通过端口与PC机连接。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述绝热双层真空玻璃端盖包括三层玻璃，相邻两层玻璃之间设有间隙层，所述间隙层为真空层。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述实验管段的长度直径比为3:1 ;所述实验管段的外壁上焊接三个与之连通的90度弯管，两个弯管在实验管段上部，另一个弯管在实验管段下部，分别作为进油口、引线口和出油口。在本专利技术的一较佳实施方式中，进油口弯管的管径大于出油口弯管的管径。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述箱体上设有与所述弯管对应的圆孔；所述箱体的壁面包覆绝热泡沫板。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述管内热电偶支架包括两个固定设置于实验管段内壁的环形体，所述两个环形体通过多个沿圆周对称分布的长条杆固定连接形成一整体结构，所述两个环形体上分别设有径向分布的细线，所述多个第二温度热电偶由所述细线缠绕并轴向固定在所述内热电偶支架上。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述管内热电偶支架整体采用工程塑料制成。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述管外热电偶支架包括固定套在实验管段外壁的金属环，所述金属环周向焊接有多个沿实验管段径向延伸的金属片，每个金属片上设有多个固定第三温度热电偶的小孔。在本专利技术的一较佳实施方式中，多个第三温度热电偶轴向设置在金属片上。由上所述，本专利技术的埋地含蜡原油管道停输温降实验装置可以模拟埋地热油管道停输过程，具有占用空间小，实验初始条件和边界条件易于控制，测温全面准确，实验效率高等优点，并且实现了埋地管道实验的可视化，可以观察记录原油的凝固结蜡情况，有利于深入研究含蜡原油在停输过程的传热机理。【专利附图】【附图说明】以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中:图1:为本专利技术温降实验装置的结构示意图。图2:为本专利技术实验管段及管外热电偶支架结构示意图。图3:为本专利技术管内热电偶支架结构示意图。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】【附图说明】本专利技术的【具体实施方式】。如图1所示的一种埋地原油管道停输温降实验装置100，包括一方形箱体1，箱体中设有一两端密封的实验管段2，实验管段2的轴向与箱体I的两个相对壁面垂直，实验管段2外的箱体I中填充有沙土并覆盖实验管段2 ;实验管段2的进油口 21连通导热油加热罐3出油口，实验管段2的出油口 22连通废油回收罐4进油口 ；实验管段2至少一端由绝热双层真空玻璃制成的端盖23密封，绝热双层真本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种埋地原油管道停输温降实验装置，所述停输温降实验装置包括一方形箱体，其特征在于：所述箱体中设有一两端密封的实验管段，实验管段外的箱体中填充有沙土并覆盖所述实验管段；实验管段的进油口连通导热油加热罐出油口，实验管段的出油口连通废油回收罐进油口；所述实验管段至少一端由绝热双层真空玻璃制成的端盖密封，箱体壁面与绝热双层真空玻璃端盖对应位置处开有相应大小的圆孔；所述实验管段外壁包覆有电加热膜，实验管段内壁固定有一第一温度热电偶，第一温度热电偶、电加热膜与一个温度控制系统连接；实验管段内部设有管内热电偶支架，其上固定设有多个第二温度热电偶；实验管段外壁固定设有管外热电偶支架，其上固定设有多个第三温度热电偶；第一温度热电偶、第二温度热电偶的连线通过实验管段上的引线口引出，第二温度热电偶连接到一个多路数据采集器；第三温度热电偶的连线通过箱体上的小孔引出并连接到所述多路数据采集器；该多路数据采集器通过端口与PC机连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宇波，刘人玮，邱峰，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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