本發(fā)明公開(kāi)了一種帶壓膠凝原油壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法，包括原油處理筒、壓力供給裝置、超聲波傳感器和信號(hào)采集裝置。原油處理筒為可密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌轉(zhuǎn)子提供攪拌剪切；原油處理筒底部與進(jìn)出原油管連通，原油處理筒和進(jìn)出原油管放置在控溫裝置的控溫水槽內(nèi)，原油處理筒上端連通原油補(bǔ)給裝置，且進(jìn)出原油管主體與原油補(bǔ)給筒并排設(shè)置，其外側(cè)設(shè)有水浴保溫軟套。壓力供給裝置與原油補(bǔ)給裝置上端連通，向原油處理筒內(nèi)原油施加設(shè)定的壓力。超聲波傳感器設(shè)置于原油處理筒的內(nèi)壁上，與信號(hào)采集裝置連接。通過(guò)控制施加的壓力、原油溫度、攪拌轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)測(cè)量原油在各個(gè)壓力、溫度和剪切狀態(tài)下的超聲波速，以計(jì)算得到各狀態(tài)下原油的壓縮系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量帶壓膠凝原油壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)

我國(guó)所產(chǎn)原油80％以上為含蠟量較高的含蠟原油。壓縮系數(shù)是原油的基本物性之一。油田所產(chǎn)原油主要通過(guò)管道外輸，且含蠟原油由于凝點(diǎn)較高，常溫下流動(dòng)性差，一般需加熱輸送。加熱輸送的原油在加熱站被加熱至一定溫度后出站，在沿管道流動(dòng)過(guò)程中油品溫度不斷降低；故前后兩個(gè)加熱站之間存在軸向溫降，且軸向溫降曲線為一指數(shù)曲線。當(dāng)油溫低于析蠟點(diǎn)時(shí)，蠟不斷結(jié)晶析出，形成蠟晶小顆粒懸浮于液態(tài)原油中；在膠凝溫度附近，析出的蠟晶顆粒會(huì)互相連結(jié)并形成海綿狀的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將液態(tài)油被束縛于其中，此時(shí)原油從溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，表現(xiàn)出黏彈性、屈服應(yīng)力和觸變性等非牛頓流體流變行為。在實(shí)際生產(chǎn)中，原油在泵站內(nèi)被加壓至一定壓力后出站，管內(nèi)壓力沿管長(zhǎng)不斷下降，油流沿管道流動(dòng)過(guò)程中各點(diǎn)的剩余壓力不斷變化；且管道停輸后，管道沿線因地形起伏(高差)引起靜液柱壓力(簡(jiǎn)稱靜水壓力)。此外，原油在管道內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中，存在管流剪切。因此，測(cè)量不同壓力狀態(tài)下、不同溫度、不同剪切狀態(tài)下原油的壓縮系數(shù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，原油壓縮系數(shù)主要通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于具有粘彈性和屈服應(yīng)力的膠凝原油，壓縮實(shí)驗(yàn)法由于膠凝原油粘彈性和屈服應(yīng)力的存在導(dǎo)致原油內(nèi)部之間的壓力分布不均勻，且原油與容器壁之間存在阻力，導(dǎo)致結(jié)果偏差較大。現(xiàn)有壓縮系數(shù)測(cè)試裝置及方法無(wú)法精確測(cè)量膠凝原油在不同壓力、不同剪切狀態(tài)下的壓縮系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量膠凝原油在不同壓力、不同溫度、不同剪切狀態(tài)下的壓縮系數(shù)，且測(cè)試較為準(zhǔn)確。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶壓膠凝原油壓縮系數(shù)的測(cè)量裝置，包括原油處理筒、原油補(bǔ)給筒、控溫裝置、壓力供給裝置、超聲波傳感器和信號(hào)采集裝置，其中：

所述原油處理筒為可密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部設(shè)置有攪拌轉(zhuǎn)子，為其內(nèi)部原油提供攪拌剪切；所述原油處理筒的上端側(cè)方設(shè)置有排氣孔，下端與進(jìn)出原油管連通，原油處理筒和進(jìn)出原油管放置在控溫裝置的控溫水槽內(nèi)，以控制原油處理筒內(nèi)的溫度；

所述原油處理筒上端設(shè)置有原油補(bǔ)給筒，且進(jìn)出原油管主體與原油補(bǔ)給筒并排設(shè)置，所述原油補(bǔ)給筒和進(jìn)出原油管外側(cè)設(shè)有水浴保溫軟套，以維持其內(nèi)原油溫度；所述壓力供給裝置與原油處理筒上端連通，向其原油處理筒內(nèi)施加設(shè)定的壓力；

所述超聲波傳感器設(shè)置于原油處理筒的內(nèi)壁上，與信號(hào)采集裝置連接。通過(guò)控制施加的壓力、原油溫度、攪拌轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)測(cè)量膠凝原油在各個(gè)壓力、溫度和剪切狀態(tài)下的超聲波速，以計(jì)算得到各狀態(tài)下原油壓縮系數(shù)。

進(jìn)一步的，所述控溫裝置為控溫水浴與控溫水槽形成水循環(huán)控溫系統(tǒng)，所述原油處理筒放置于控溫水槽內(nèi)，以控制原油溫度。

進(jìn)一步的，所述原油補(bǔ)給筒與原油處理筒直徑比值范圍為1:4-1:6。

進(jìn)一步的，所述原油補(bǔ)給筒內(nèi)設(shè)置有液位器，以檢測(cè)其補(bǔ)給原油的體積。

進(jìn)一步的，所述原油處理筒內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器和壓力傳感器。