本发明专利技术涉及的是胶凝原油水力悬浮输送实验装置及其实验方法，属于油田低温胶凝原油水力悬浮输送技术，其中的胶凝原油水力悬浮输送实验装置的油井产出液管路安装有入口段制冷外套管和静态混合器，控温掺水支路安装有控温水箱，控温水箱内的水与来自静态混合器的整形后的颗粒状原油各自通过管线汇集到内循环环路；内循环环路安装有可观察混合物流型的透明玻璃管和用于控制原油和水的悬浮液进行循环的泵和阀门；油井产出液管路、控温掺水支路、内循环环路、回油分离管路构成模拟原油输送装置，内循环环路还是观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性的独立循环的回路。本发明专利技术能够实现原油颗粒整形及混合液输送两种功能，兼制冷、加热于一体对实验环路进行控温，能同时进行流型观测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是油田低温胶凝原油水力悬浮输送技术，具体涉及的是胶凝原油水 力悬浮输送实验装置及其实验方法。
技术介绍
胶凝原油水力悬浮输送的研究是以流体力学为基础，与传热学、力学、材料、计算 机等学科相互交叉的一门跨学科复杂问题。属于动力工程及工程热物理之多相流领域。对 于两相流和多相流而言，流型指的是相分布状况和结构特性，这是一个很重要的流动参数， 影响着流动的力学性质和传热、传质特性，可见流型的研究是安全混输技术界限及压降温 降计算方法研究的基础。大庆油田所进行的不加热集输，除少数油井加低温原油分散减阻剂外，绝大部分 加热集油进站温度控制在回油不低于32 35°C的技术界限。但随着油田进入高含水采油 期，油井产液的综合含水已达到甚至超过90%，随着油井综合含水的上升，中转站加热炉耗 气量呈急剧上升的趋势，主要是在原油加热输送的同时把大部分热能用于加热水上，造成 了很大的热能浪费。由于水包油流型可以降低管道中的压降，不加热集输技术又可以节能， 能否使得水包油流型与以往的不加热技术相结合，开发一种新型的油田不加热集输技术成 为油田节能的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种胶凝原油水力悬浮输送实验装置，它用于解决目前胶凝 原油颗粒水力悬浮输送缺乏技术理论支持的问题，本专利技术的另一个目的是提供这种胶凝原 油水力悬浮输送实验装置的实验方法。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是这种胶凝原油水力悬浮输送实验装置由 油井产出液管路、控温掺水支路、静态混合器、回油分离管路、内循环环路构成，油井产出液 管路安装有入口段制冷外套管和静态混合器，控温掺水支路安装有控温水箱，控温水箱内 的水与来自静态混合器的整形后的颗粒状原油各自通过管线汇集到内循环环路；内循环环 路安装有可观察混合物流型的透明玻璃管和用于控制原油和水的悬浮液在回路中进行循 环的泵和阀门；回油分离管路连接至内循环环路末端，回油分离管路上安装有垂直玻璃管； 油井产出液管路、控温掺水支路、内循环环路、回油分离管路构成模拟原油输送装置，内循 环环路还是观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性的能够独立循环的回路。上述方案中内循环环路由水平玻璃管、弯头玻璃管、塑料软管、压力表、螺杆泵、蛇 形管、温度计通过管线连接而成。内循环环路的末端是弯曲的蛇形钢管，蛇形管后安装阀 门，蛇形管前安装有螺杆泵和螺杆泵旁通管，螺杆泵旁通管安装有旁通阀，螺杆泵前的管路 上还安装有水平玻璃管和弯头玻璃管，弯头玻璃管安装在管路的拐角处，前面和管线上安 装有压力表和温度计，水平玻璃管后面的管线上安装压力表。弯曲的蛇形管相比于相同长 度的直管来说，可以减少占地面积。更进一步的是，内循环环路是水平安装的框形回路，水平玻璃管前、后的管路上各 安装一段塑料软管，其中一段塑料软管与水平玻璃管在同一边上，另一段塑料软管与螺杆 泵在同一边上。这样，可将两段塑料软管之间的管路及水平水平玻璃管向上倾斜，使水平玻 璃管变为向上倾斜的玻璃管，如此，可模拟实际油田生产中因地势不平导致的管线倾斜情 况，观察到管线倾斜时，油液的流型情况。更进一步的是，水平玻璃管向上倾斜的范围在0 45度之间，水平玻璃管前后安 装阀门，可以观测调节阀门对管道中流体流动的影响。更进一步的是，水平玻璃管可以是渐缩渐扩玻璃管。更进一步的是，内循环环路的蛇形管处并联安装一个旁通管，旁通管上设置阀门， 这样，内循环环路即可实现通过蛇形管进行循环，以便于测压，而当在不测压时，内循环环 路又可实现通过上述的旁通管进行循环，此时无需经过蛇形管，也方便了对蛇形管的更换 或维修。上述方案中控温掺水支路由控温水箱、温控装置、掺水泵、温度计、流量计、水阀通 过管线连接构成，控温掺水支路连接至油井产出液管路的控制阀之前。上述方案中油井产出液管路由油井采出水箱、油井采出油箱、空气压缩机、油泵、 水泵、流量计、三相混合器、温度计、静态混合器通过管线连接构成，静态混合器安装在油井 产出液管路的末端，静态混合器前端的管线带有入口段制冷外套管，静态混合器与入口段 制冷外套管之间安装有压力表和温度计，静态混合器后端的管线上安装有压力表、油井产 出液管路的控制阀和入口玻璃管，入口玻璃管的另一端连接可观察混合物流型的内循环环 路；油井采出油箱的出口管线外包有电加热装置，入口段制冷外套管与温控装置通过管线 连接成制冷回路。上述方案中回油分离管路由垂直玻璃管、阀门、油水分离器通过管线连接构成，回 油分离管路连接至内循环环路末端的阀门前面，垂直玻璃管的前、后均安装有压力表。上述胶凝原油水力悬浮输送实验装置的实验方法，通过将静态混合器安装在油井 产出液支路末端，使原油变为颗粒状，并直接打入到内循环环路中，与控温掺水支路中的 0-40°C水进行混合形成胶凝原油——水悬浮液，在内循环环路中循环，通过改变静态混合 器的结构整形出不同尺寸的原油颗粒，并调整管路中的温度、压力、油水比率等参数，利用 内循环环路中的水平玻璃管、管路拐角处的弯头玻璃管、压力表、温度计对配制好的胶凝原 油——水悬浮液的稳定性进行监控，得到适合油田现场的胶凝原油水力悬浮输送工艺。有益效果本专利技术能够实现原油颗粒整形及混合液输送两种功能，本专利技术兼制冷、加热于一 体对实验环路进行控温，能同时对入口段、水平管段、弯头处以及垂直管段进行流型观测， 水平管段还可以调节角度0 45度。四附图说明图1是本专利技术中第一种胶凝原油水力悬浮输送实验装置的结构示意图；图2是本专利技术中第二种胶凝原油水力悬浮输送实验装置的结构示意图。1控温水 箱2入口玻璃管3循环段制冷外套管4弯头玻璃管5塑料软管6水平玻璃管7 补液水箱8泵前泄压放气压力表9流量计10垂直玻璃管11油水分离箱12油井采出水箱13油井采出油箱14空气压缩机15蛇形管16三相混合器17入口段制冷外 套管18静态混合器19控温装置20排气口 21水阀22控制阀23旁通阀M阀门 25阀门沈掺水泵27水泵观油泵四螺杆泵30渐缩渐扩玻璃管五具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明实施例1 如图1所示，这种胶凝原油水力悬浮输送实验装置由油井产出液管路、控温掺水 支路、静态混合器、回油分离管路、内循环环路构成，油井产出液管路用以模拟油井采出液 的实际温度和流动状况，并利用静态混合器18整形成颗粒状原油，与控温掺水支路中注入 的15°C的凉水进行混合形成胶凝原油——水悬浮液；控温掺水支路用于提供热水或凉水， 利用入口段制冷外套管17对管线的混合液进行降温达到实际油井产出液的温度；回油分 离管路用于模拟油井采出液收集过程中的情况，并观察悬浮液在垂直方向上流动时的流型 情况；内循环环路用于观测胶凝原油——水悬浮液的稳定性，确定特定压力、温度条件下最 为稳定悬浮液中的胶凝原油颗粒直径大小。油井产出液管路由油井采出水箱12、油井采出油箱13、油泵观、水泵27、空气压缩 机14、三相混合器16、入口段制冷外套管17、静态混合器18通过管线连接构成，油气水三相 通过水泵27、油泵28和空气压缩机14打入到三相混合器16中，水泵27与三相混合器16 之间安装有流量计和温度计；油井采出油箱13的出口管线外包有电加热装置，油泵观与三 相混合器16之间也安装有流量计和温度计；油井产出液管路的末端安装静态混合器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于：这种胶凝原油水力悬浮输送实验装置由油井产出液管路、控温掺水支路、静态混合器（１８）、回油分离管路、内循环环路构成，油井产出液管路安装有入口段制冷外套管（１７）和静态混合器（１８），控温掺水支路安装有控温水箱（１），控温水箱（１）内的水与来自静态混合器（１８）的整形后的颗粒状原油各自通过管线汇集到内循环环路；内循环环路安装有可观察混合物流型的透明玻璃管和用于控制原油和水的悬浮液在回路中进行循环的泵和阀门（２４）；回油分离管路连接至内循环环路末端，回油分离管路上安装有垂直玻璃管（１０）；油井产出液管路、控温掺水支路、内循环环路、回油分离管路构成模拟原油输送装置，内循环环路还是观测胶凝原油－－水悬浮液的稳定性的能够独立循环的回路。
【技术特征摘要】
1.一种胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于这种胶凝原油水力悬浮输送实 验装置由油井产出液管路、控温掺水支路、静态混合器(18)、回油分离管路、内循环环路构 成，油井产出液管路安装有入口段制冷外套管(17)和静态混合器(18)，控温掺水支路安装 有控温水箱(1)，控温水箱(1)内的水与来自静态混合器(18)的整形后的颗粒状原油各自 通过管线汇集到内循环环路；内循环环路安装有可观察混合物流型的透明玻璃管和用于控 制原油和水的悬浮液在回路中进行循环的泵和阀门04)；回油分离管路连接至内循环环 路末端，回油分离管路上安装有垂直玻璃管(10)；油井产出液管路、控温掺水支路、内循环 环路、回油分离管路构成模拟原油输送装置，内循环环路还是观测胶凝原油——水悬浮液 的稳定性的能够独立循环的回路。2.根据权利要求1所述的胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于所述的内循 环环路末端的蛇形管(1 后安装阀门(M)，蛇形管(1 前安装有螺杆泵09)和螺杆泵旁 通管，螺杆泵09)旁通管上安装有旁通阀(23)，螺杆泵09)前的管路上还安装有水平玻璃 管(6)和弯头玻璃管G)，弯头玻璃管(4)安装在管路的拐角处，水平玻璃管(6)前面和管 线上安装有压力表和温度计，水平玻璃管(6)后面的管线上安装压力表。3.根据权利要求2所述的胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于所述的内循 环环路是水平安装的框形回路，水平玻璃管前、后的管路上各安装一段塑料软管(5)，其中 一段塑料软管( 与水平玻璃管(6)在同一边上，另一段塑料软管( 与螺杆泵09)在同 一边上。4.根据权利要求3所述的胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于所述的水平 玻璃管(6)向上倾斜的范围在O 45度之间，水平玻璃管(6)前后安装阀门。5.根据权利要求3所述的胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于所述的水平 玻璃管(6)可以是渐缩渐扩玻璃管(30)。6.根据权利要求2所述的胶凝原油水力悬浮输送实验装置，其特征在于所述的内循 环环路的蛇形管(1 处并联安装一个旁...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓燕，刘立君，谭英杰，刘殿玮，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]
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