原油乳化穩定性評價儀的製作方法
2023-05-25 20:46:56
專利名稱：原油乳化穩定性評價儀的製作方法
技術領域：
本實用新型有關於一種穩定性評價儀，尤其有關於一種石油開採領域中用於分析測定原油乳化穩定性的原油乳化穩定性評價儀。
背景技術：
為了滿足世界對石油日益增長的需求，提高石油採收率，人們研究開發了多種採油技術，包括注水驅、蒸汽驅、化學驅等方法，這些方法最終都使原油以乳狀液形式被採出；另外，隨著原油開採進入中後期，原油中膠質、浙青質含量增加，使得原油乳狀液變得更加穩定，加之化學驅的廣泛應用，化學驅產出液越來越多，由於化學驅中鹼、表面活性劑和聚 合物的加熱，改變了常規原油採出液的狀態，乳化現象加重，使破乳過程變得更加複雜。據統計，世界開採出的原油有近80%以原油乳狀液形式存在。油-水乳狀液的存在，將增加儲運的負擔，降低管線的使用壽命，在原油加工過程中易導致催化劑中毒和高溫蒸餾設備的嚴重腐蝕。因此，必須清除這些乳狀液，使油水分離。國內外對原油乳狀液的穩定性和破乳的研究已經日漸深入，對原油進行乳化穩定性的評價測定是合理找出使原油乳狀液進行破乳的破乳劑的前提。原油乳化穩定性評價實驗，主要是通過油水乳化實驗裝置製備出原油乳狀液，之後，將製備出的原油乳狀液倒入多個試管中進行靜置，待試管中的乳狀液沉澱後，通過人眼觀察油水分離界面，進而通過計算得出試管中原油的量並計算出脫水率，進而找出適合的破乳劑。現有技術中，在評價原油乳狀液穩定性時，基本上是靠人工的判斷來確定，其主觀因素非常突出，而且所有操作過程基本是人工手工操作，人為因素影響較大。由於人為因素帶來的誤差較大，因此，不同的人操作或是相同的人不同批次的實驗操作，其實驗評測的數據結果都有很大的差別，這就會導致對原油乳狀液進行乳化穩定性的實驗不準確，而不具有參考性，並且評價過程費時、費力，而且客觀性差。因此，有必要提供一種新型的原油乳化穩定性評價儀，來克服上述缺陷。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種原油乳化穩定性評價儀，其可對乳液製備裝置製備出的原油乳狀液進行觀察和測定脫水率，其測量準確，重複實驗誤差小，評價效率高。本實用新型的上述目的可採用下列技術方案來實現本實用新型提供一種原油乳化穩定性評價儀，所述原油乳化穩定性評價儀包括乳液製備裝置，其具有乳化腔體，所述乳化腔體的一端開設有進液口，其另一端開設有出液口，所述乳化腔體內設有可軸向移動的多孔介質板；乳液靜置恆溫箱，其具有內層箱體和套設在所述內層箱體外的外層箱體，所述內層箱體內放置有試管架，所述試管架上放置有多個試管，所述多個試管分別接收來自所述乳化腔體的出液口製備出的乳化液，在對應設有所述試管架的所述內層箱體與所述外層箱體上分別設有透明玻璃觀察窗；[0011]觀測裝置，其具有攝像機構和與所述攝像機構相連的行走控制機構，所述攝像機構與所述透明玻璃觀察窗水平相對。在優選的實施方式中，所述乳液製備裝置還具有傳動機構，所述傳動機構與所述多孔介質板相連，所述傳動機構連接有驅動電機。在優選的實施方式中，所述傳動機構包括傳動絲槓和十字軸，所述傳動絲槓與所述十字軸之間連接有傳動杆，所述十字軸與所述多孔介質板相連，所述傳動絲槓的一端與所述驅動電機相連，其另一端設有光電傳感器和計數碼盤。在優選的實施方式中，所述傳動機構還包括拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器連接在所述十字軸與所述傳動杆之間。在優選的實施方式中，所述乳化腔體包括內層腔體和套設在所述內層腔體外的外 層腔體，所述內層腔體與所述外層腔體之間形成有中空腔室，所述中空腔室內灌注有恆溫水。在優選的實施方式中，所述乳液靜置恆溫箱的內層箱體內設有隔水板，所述內層箱體通過所述隔水板分成試管架容納槽和水槽，所述試管架容納槽中放置有所述試管架，所述水槽中灌注有循環水，所述內層箱體與所述外層箱體之間形成有容納腔，所述容納腔內設有傳輸管，所述傳輸管的一端與所述水槽的底部相連通，其另一端與所述試管架容納槽的上部相連通並通過軟管與所述試管架的底部相連，在所述試管架與所述隔水板之間設有電熱棒，所述電熱棒的下端與所述試管架的底部相連。在優選的實施方式中，所述傳輸管的另一端通過潛水泵與所述試管架的底部相連。在優選的實施方式中，所述乳液靜置恆溫箱的內層箱體與外層箱體之間的容納腔中設有保溫棉。在優選的實施方式中，所述行走控制機構包括水平傳動絲槓和可水平移動地設置在所述水平傳動絲槓上的水平行走支撐架，所述水平行走支撐架上設有垂直驅動絲槓，所述垂直驅動絲槓上設有可軸向移動的所述攝像機構。在優選的實施方式中，所述水平傳動絲槓連接有水平驅動電機，所述垂直驅動絲槓連接有垂直驅動電機。本實用新型的原油乳化穩定性評價儀的特點及優點是通過觀測裝置可對乳液製備裝置製備出的並被灌注至乳液靜置恆溫箱內的多個試管中的原油乳狀液中的原油和水的分離情況進行實時觀察記錄，同時，根據觀測出的原油和水的分離比例測定出原油脫水率，可通過計算機顯示器記錄監控結果並進行實時計算和調控。該原油乳化穩定性評價儀觀測準確，重複實驗誤差小，評價效率高。
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型的原油乳化穩定性評價儀的結構示意圖。[0024]圖2為本實用新型的原油乳化穩定性評價儀的乳液製備裝置的結構示意圖。圖3為本實用新型的原油乳化穩定性評價儀的乳液靜置恆溫箱的結構示意圖。圖4為本實用新型的原油乳化穩定性評價儀的觀測裝置的結構示意圖。
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。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。如圖I所示，本實用新型提供一種原油乳化穩定性評價儀，其包括乳液製備裝置
I、乳液靜置恆溫箱2和觀測裝置3。其中乳液製備裝置I具有乳化腔體11，所述乳化腔體 11的一端開設有進液口 111，其另一端開設有出液口 112，所述乳化腔體11內設有可軸向移動的多孔介質板12 ;乳液靜置恆溫箱2具有內層箱體21和套設在所述內層箱體21外的外層箱體22，所述內層箱體21內放置有試管架23，所述試管架23上放置有多個試管24，所述多個試管24分別接收來自所述乳化腔體11的出液口 112製備出的乳化液，在對應設有所述試管架23的所述內層箱體21與所述外層箱體22上分別設有透明玻璃觀察窗25 ;觀測裝置3具有攝像機構31和與所述攝像機構31相連的行走控制機構32，所述攝像機構31與所述透明玻璃觀察窗25水平相對。具體是，如圖2所示，乳液製備裝置I的乳化腔體11包括內層腔體113和套設在所述內層腔體113外的外層腔體114，內層腔體113和外層腔體114均由石英玻璃製成，乳化腔體11形成為雙層石英玻璃套管的結構，其中，內層腔體113為乳化腔，外層腔體114與內層腔體113之間形成有中空腔室115，中空腔室115內灌注有恆溫水，其用於使內層腔體113內的原油和水的混合液在乳化過程中始終保持恆溫狀態。外層腔體114的一端開設有恆溫水進口 1141，其另一端開設有恆溫水出口 1142，恆溫水可自恆溫水進口 1141流入中空腔室115內，並自恆溫水出口 1142流出乳化腔體11 ；乳化腔體11的進液口 111開設在設有恆溫水進口 1141的乳化腔體11的一端，進液口 111與內層腔體113相連通，乳化腔體11的出液口 112開設在設有恆溫水出口 1142的乳化腔體11的一端，出液口 112與內層腔體113相連通。在進行原油乳液的製備時，可將原油和水自進液口 111注入內層腔體113中，隨著多孔介質板12對原油和水的混合液的不斷切割，原油和水充分混合而生成原油乳狀液，製備完畢的原油乳狀液自出液口 112排出乳化腔體11 ;在本實用新型中，在對應設有出液口 112和恆溫水出口 1142的乳化腔體11的一端設有排氣口 116，該排氣口 116與乳化腔體11的內層腔體113相連通，其用於在原油和水進出液時提供平衡空氣壓力，防止因內層腔體113內的壓力過大，而導致多孔介質板12難於切割原油和水的混合液。多孔介質板12為具有多個通孔的平板，其設置在乳化腔體11的內層腔體113內，其一側連接有連杆13，該連杆13的一端穿出乳化腔體11，通過連續推動和拉伸該連杆13，可實現多孔介質板12在內層腔體113內的軸向移動，以切割位於內層腔體113內的原油和水的混合液。如圖3所示，乳液靜置恆溫箱2大體呈長方體狀，其用於盛放盛裝有原油乳狀液的多個試管24，使盛裝有原油乳狀液的多個試管24在一相對密閉的空間內靜置，直至原油和水的分離。在本實用新型中，多個試管24放置在一試管架23上，並共同位於乳液靜置恆溫箱2的內層箱體21中。因此，在一個乳液靜置恆溫箱2內可以進行多組評價原油穩定性的平行實驗，有效提聞了實驗效率；設置在乳液靜置恆溫箱2的內層箱體21和外層箱體22上的透明玻璃觀察窗25，恰好位於放置在內層箱體21內的試管架23的位置處，從而可方便的從乳液靜置恆溫箱2的外部觀察各試管24內的原油和水的分離狀態。如圖4所示，觀測裝置3放置在乳液靜置恆溫箱2設有透明玻 璃觀察窗25的一側，其攝像機構31正對乳液靜置恆溫箱2的透明玻璃觀察窗25，並記錄各個試管24內的原油和水的分離情況，該攝像機構31可在行走控制機構32的帶動下水平和豎直運動，以根據實驗需要隨時觀測每一試管24內的原油和水的分離狀態。本實用新型在進行原油乳化的穩定性評價時，首先，向乳液製備裝置I的乳化腔體11內注入需要乳化的原油和水的混合液，該混合液自進液口 111注入乳化腔體11的內層腔體113內，此時設定通入內層腔體113和外層腔體114之間的中空腔室115內的恆溫水的溫度，待溫度達到設定值後，自恆溫水進口 1141注入該恆溫水，待恆溫水充滿整個中空腔室115後，推動並拉伸連杆13以帶動多孔介質板12在內層腔體113內做軸向運動，以切割原油和水的混合液，該原油和水的混合液經過反覆的切割可形成原油乳狀液；之後,將乳液製備裝置I製備出的原油乳狀液注入乳液靜置恆溫箱2內的多個試管24中，在本實用新型中，可通過人工將乳液製備裝置I製備出的原油乳狀液分別倒入多個試管24中，當然，在其他的實施方式中，也可通過自動灌注設備，例如，通過多個軟管連接乳液製備裝置I的出液口 112，並在各軟管上安裝控制閥門，通過外部控制設備控制各閥門的開啟和/或關閉，實現向多個試管24內灌注原油乳狀液的目的；待放置在乳液靜置恆溫箱2內的多個試管24灌注有原油乳狀液後，關閉乳液靜置恆溫箱2，將觀測裝置3的攝像機構31對準乳液靜置恆溫箱2的透明玻璃觀察窗25，通過攝像機構31觀察並記錄各試管24內的原油和水的分離情況。本實用新型的原油乳化穩定性評價儀，通過觀測裝置3可對乳液製備裝置I製備出的並被灌注至乳液靜置恆溫箱2內的多個試管24中的原油乳狀液中的原油和水的分離情況進行實時觀察記錄，同時，根據觀測出的原油和水的分離比例測定出原油脫水率，該原油乳化穩定性評價儀觀測準確，重複實驗誤差小，評價效率高。根據本實用新型的一個實施方式，所述乳液製備裝置I還具有傳動機構14，所述傳動機構14與所述多孔介質板12相連，所述傳動機構14連接有驅動電機15。進一步的，所述傳動機構14包括傳動絲槓141和十字軸142，所述傳動絲槓141與所述十字軸142之間連接有傳動杆143，所述十字軸142與所述多孔介質板12相連，所述傳動絲槓141的一端與所述驅動電機15相連，其另一端設有光電傳感器16和計數碼盤17。具體是，請再次參見圖2，乳液製備裝置I固定在一支撐臺板19上，驅動電機15、傳動絲槓141、光電傳感器16和計數碼盤17連接於支撐臺板19的下方，十字軸142連接在連杆13伸出乳液製備裝置I的內層腔體113的一端上。在該傳動機構14向乳液製備裝置I傳遞動力時，首先，通過驅動電機15驅動傳動絲槓141旋轉，此時連接在傳動絲槓141上的傳動杆143在傳動絲槓141的旋轉作用下，沿傳動絲槓141軸向移動，連接在傳動杆141另一端的十字軸142隨轉動杆143的位移而沿平行於傳動絲槓141的軸線的方向移動，從而十字軸142帶動連杆13進而帶動多孔介質板12軸向移動。通過改變傳動絲槓141的旋轉方向，可實現連杆13以及多孔介質板12在乳液製備裝置I的內層腔體113內的反覆軸向移動。本實用新型的傳動機構14能夠向乳液製備裝置I的多孔介質板12提供勻速的推動和拉伸的傳動動力，且該傳動機構14傳遞的動力均勻穩定；設置在傳動絲槓141另一端的光電傳感器16用於記錄傳動絲槓141傳動的起始點，以定位多孔介質板12的起始點；計數碼盤17用於記錄傳動絲槓141自轉的轉圈圈數，並將該數據傳送給計算機，計算機通過計算得出傳動杆143在傳動絲 槓141上運動的距離。進一步的，所述傳動機構14還包括拉壓力傳感器144，所述拉壓力傳感器144連接在所述十字軸142與所述傳動杆143之間。該拉壓力傳感器144用於感測多孔介質板12推動原油和水的混合液的推力。根據本實用新型的一個實施方式，所述乳液靜置恆溫箱2的內層箱體21內設有隔水板26，所述內層箱體21通過所述隔水板26分成試管架容納槽211和水槽212，所述試管架容納槽211中放置有所述試管架23，所述水槽212中灌注有循環水，所述內層箱體21與所述外層箱體22之間形成有容納腔221，所述容納腔221內設有傳輸管27，所述傳輸管27的一端與所述水槽212的底部相連通，其另一端與所述試管架容納槽211的上部相連通並通過軟管28與所述試管架23的底部相連，在所述試管架23與所述隔水板26之間設有電熱棒29，所述電熱棒29的下端與所述試管架23的底部相連。所述傳輸管27的另一端通過潛水泵271與所述試管架23的底部相連。具體是，乳液靜置恆溫箱2的一側開設有進水口 213，其另一側開設有出水口 214，進水口 213與內層箱體21的水槽212相連通，出水口 214與內層箱體21的試管架容納槽211相連通，循環水可自進水口 213注入內層箱體21的水槽212中，注入水槽212中的循環水以不超過隔水板26的上沿即可。水槽212中的循環水通過潛水泵271，經傳輸管27和軟管28被泵入放置在試管架容納槽211中的試管架23的底部，在本實用新型中，試管架23的底部具有多個通孔，循環水可自該些通孔流入放置在試管架23上的各試管24周圍，自試管架23底部另一端流出的循環水經電熱棒29加熱後流入隔水板26 —側的水槽212中，以備再循環使用，完成對各試管24加溫及保溫的循環過程。。進一步的，所述乳液靜置恆溫箱2的內層箱體21與外層箱體22之間的容納腔221中設有保溫棉。該保溫棉用於對乳液靜置恆溫箱2進行保溫。根據本實用新型的一個實施方式，如圖4所示，所述行走控制機構32包括水平傳動絲槓321和可水平移動地設置在所述水平傳動絲槓321上的水平行走支撐架322，所述水平行走支撐架322上設有垂直驅動絲槓323，所述垂直驅動絲槓323上設有可軸向移動的所述攝像機構31。具體是，水平傳動絲槓321水平固定在底座33上，在底座33上還固定連接有水平杆331，水平杆331與水平傳動絲槓321平行設置；水平行走支撐架322螺紋連接在水平傳動絲槓321上，其底部設有滑槽3221，滑槽3221卡設在水平杆331上，水平杆331可提供水平行走支撐架322穩固的水平移動；同理，垂直驅動絲槓323垂直固定在水平行走支撐架322上，其一側平行設有一固定連接在水平行走支撐架322上的垂直杆332，垂直驅動絲槓323上螺紋連接有與攝像機構31相連的垂直行走支撐架324，垂直行走支撐架324上連接有滑槽325，滑槽325卡設在垂直杆332上，垂直杆332可提供垂直行走支撐架324穩固的垂直移動。進一步的，所述水平傳動絲槓321連接有水平驅動電機326，所述垂直驅動絲槓323連接有垂直驅動電機327。水平驅動電機326通過一皮帶3261驅動水平傳動絲槓321旋轉，垂直驅動電機327驅動垂直驅動絲槓323旋轉。本實用新型的攝像機構31通過行走控制機構32可實現在水平和豎直位置上隨意移動，以方便根據實驗要求隨時觀察乳液靜置恆溫箱2內的多個試管24內的原油和水的分離狀態，並通過攝像機構31將實驗圖像拍攝下來，方便後續研究。在本實用新型中，攝像機構31採用了一臺130萬像素的CMOS感光數字相機，並配套一臺6-60MM的數控自動變焦攝像鏡頭。以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的··內容可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型實現功能的自動過程和完美化而不脫離本實用新型的精神和範圍。
權利要求1.一種原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述原油乳化穩定性評價儀包括 乳液製備裝置，其具有乳化腔體，所述乳化腔體的一端開設有進液口，其另一端開設有出液口，所述乳化腔體內設有可軸向移動的多孔介質板； 乳液靜置恆溫箱，其具有內層箱體和套設在所述內層箱體外的外層箱體，所述內層箱體內放置有試管架，所述試管架上放置有多個試管，所述多個試管分別接收來自所述乳化腔體的出液口製備出的乳化液，在對應設有所述試管架的所述內層箱體與所述外層箱體上分別設有透明玻璃觀察窗； 觀測裝置，其具有攝像機構和與所述攝像機構相連的行走控制機構，所述攝像機構與所述透明玻璃觀察窗水平相對。
2.如權利要求I所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述乳液製備裝置還具有傳動機構，所述傳動機構與所述多孔介質板相連，所述傳動機構連接有驅動電機。
3.如權利要求2所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述傳動機構包括傳動絲槓和十字軸，所述傳動絲槓與所述十字軸之間連接有傳動杆，所述十字軸與所述多孔介質板相連，所述傳動絲槓的一端與所述驅動電機相連，其另一端設有光電傳感器和計數碼盤。
4.如權利要求3所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述傳動機構還包括拉壓力傳感器，所述拉壓力傳感器連接在所述十字軸與所述傳動杆之間。
5.如權利要求I所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述乳化腔體包括內層腔體和套設在所述內層腔體外的外層腔體，所述內層腔體與所述外層腔體之間形成有中空腔室，所述中空腔室內灌注有恆溫水。
6.如權利要求I所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述乳液靜置恆溫箱的內層箱體內設有隔水板，所述內層箱體通過所述隔水板分成試管架容納槽和水槽，所述試管架容納槽中放置有所述試管架，所述水槽中灌注有循環水，所述內層箱體與所述外層箱體之間形成有容納腔，所述容納腔內設有傳輸管，所述傳輸管的一端與所述水槽的底部相連通，其另一端與所述試管架容納槽的上部相連通並通過軟管與所述試管架的底部相連，在所述試管架與所述隔水板之間設有電熱棒，所述電熱棒的下端與所述試管架的底部相連。
7.如權利要求6所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述傳輸管的另一端通過潛水泵與所述試管架的底部相連。
8.如權利要求I所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述乳液靜置恆溫箱的內層箱體與外層箱體之間的容納腔中設有保溫棉。
9.如權利要求I所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述行走控制機構包括水平傳動絲槓和可水平移動地設置在所述水平傳動絲槓上的水平行走支撐架，所述水平行走支撐架上設有垂直驅動絲槓，所述垂直驅動絲槓上設有可軸向移動的所述攝像機構。
10.如權利要求9所述的原油乳化穩定性評價儀，其特徵在於，所述水平傳動絲槓連接有水平驅動電機，所述垂直驅動絲槓連接有垂直驅動電機。
專利摘要一種原油乳化穩定性評價儀，其包括乳液製備裝置，其具有乳化腔體，乳化腔體的一端開設有進液口，其另一端開設有出液口，乳化腔體內設有可軸向移動的多孔介質板；乳液靜置恆溫箱，其具有內層箱體和套設在內層箱體外的外層箱體，內層箱體內放置有試管架，試管架上放置有多個試管，多個試管分別接收來自乳化腔體的出液口製備出的乳化液，在對應設有試管架的內層箱體與外層箱體上設有透明玻璃觀察窗；觀測裝置，其具有攝像機構和與攝像機構相連的行走控制機構，攝像機構與透明玻璃觀察窗水平相對。本實用新型的原油乳化穩定性評價儀，可對乳液製備裝置製備出的原油乳狀液進行觀察和測定脫水率，其測量準確，重複實驗誤差小，評價效率高。
文檔編號G01N21/84GK202794043SQ20122037072
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者張翼, 朱友益, 武劼, 馬德勝, 王強, 王正波 申請人:中國石油天然氣股份有限公司