[发明专利]一种模拟原油管道输送过程中蜡沉积的检测方法及系统

摘要

本发明提供一种模拟原油管道输送过程中蜡沉积的检测方法及系统。该方法包括将高位储罐、油样容器、低位储罐依次降低安装；将水浴一与高位储罐和油样容器各自的控温夹层形成闭合环路一；将水浴二与冷指的中空夹层形成闭合环路二；冷指的中空部分设搅拌器，改变其搅拌速率，得到模拟管道输送条件下剪切速率所对应的搅拌速率；维持搅拌，实验结束后将沉积物剥离冷指表面，称重并计算得到蜡沉积层增长速率。该系统至少包括高位储罐、油样容器、低位储罐、冷指、控温水浴以及连接管。本发明通过构造油样通路，建立蜡沉积温度场，实现样品容器中油样的持续更新，并以搅拌方法定量模拟管流剪切，使蜡沉积检测过程更接近于管道输送实际情况。

主权项

一种模拟原油管道输送过程中蜡沉积的检测方法，所述检测方法包括如下过程：将高位储罐、油样容器以及低位储罐通过连接管组成油样通路，且所述高位储罐、所述油样容器以及所述低位储罐的位置依次降低，将待测原油油样置于高位储罐及油样容器中；在所述油样容器中心设置冷指装置，所述冷指装置有中空部分，将具有扭矩输出功能搅拌器的搅拌桨设于所述冷指装置的中空部分，并从所述中空部分的底部伸出后浸没在所述油样容器中的所述原油油样中；控制所述高位储罐内的油样温度与所述油样容器内的油样温度一致；所述油样容器中的油样温度高于所述冷指装置表面的温度，且所述冷指装置表面的温度低于所述原油油样的析蜡点；分别对所述原油油样进行管道输送及搅拌两种条件下平均剪切率的计算，使所述两种条件下的平均剪切率相等，并基于该平均剪切率建立搅拌器的扭矩M与搅拌速率n乘积Mn的表达式；根据所述Mn的表达式，针对不同搅拌速率n，确定对应的扭矩M计算值，建立M计算值～n函数曲线；开启所述冷指装置中的所述具有扭矩输出功能的搅拌器，对所述油样容器中的所述原油油样进行搅拌，改变其搅拌速率，得到针对不同搅拌速率n，得到对应的扭矩M测试值，建立M测试值～n函数曲线；由M计算值～n函数曲线，以及M测试值～n函数曲线的交点，得到模拟管道输送条件下平均剪切速率所对应的所述搅拌器的搅拌速率n*；将所述搅拌器的搅拌速率设置为所述交点所对应的搅拌速率n*，分别控制所述高位储罐、所述油样容器以及所述冷指装置的温度，开通所述油样通路，在重力自流作用下，所述原油油样从所述高位储罐流出，流经所述油样容器后进入所述低位储罐，蜡沉积实验开始；维持搅拌t小时，将附着了蜡沉积物的所述冷指装置从所述油样容器中取出，称重得到所述蜡沉积物的质量m，换算得到蜡沉积层的厚度δ，计算出蜡沉积层增长速率δ/t，其中，分别对所述原油油样进行管道输送及搅拌两种条件下平均剪切率的计算：管道输送条件下的平均剪切率：搅拌条件下的平均剪切率：使所述两种条件下的平均剪切率相等，得到扭矩与速率乘积Mn的表达式：式(3)中，M表示搅拌器的输出扭矩；n表示搅拌速率；f表示所述原油油样管道输送过程的摩阻系数；u表示所述原油油样在管道中的流速；ρ表示所述原油油样的密度；D表示输送管道的管径；V表示所述油样容器中所述原油油样的体积。