[发明专利]一种带压溶气原油乳化测粘一体化设备及测粘方法

摘要

本发明公开了一种用于带压溶气原油乳化特性测试及粘度测量的一体化设备，它在普通高压反应釜的基础上加装了高速搅拌系统、扭矩测量装置以及电导率测量装置，可实现油田气驱采出液在输送过程中的乳化和流动模拟。利用高速搅拌电机6、磁力耦合传动器8、搅拌桨9实现对高压反应釜釜体5内溶气原油与水相的乳化，利用微量程扭矩测量仪7实现搅拌扭矩的实时测量，利用电导率仪26实现对高压反应釜釜体5内溶气原油与水相乳化状态的实时监测。本发明还公开了一种利用所述设备进行粘度测量的方法，利用该方法，可获得高压流体的实时粘度和平均剪切率。本设备与环道装置相比，占地面积小，所需实验油样少，投资成本相对较低。

主权项

1.一种测量带压溶气原油粘度的方法，采用的带压溶气原油乳化测粘一体化设备，包括供气加压装置、高压反应装置、搅拌装置、测量装置和控温装置，所述供气加压装置包括气瓶(1)、环形盘管(2)、活塞式气罐(3)和手动计量泵(4)；所述高压反应装置包括高压反应釜釜体(5)、高压反应釜顶盖(30)；所述搅拌装置包括高速搅拌电机(6)、磁力耦合传动器(8)和搅拌桨(9)；所述测量装置包括压力传感器(14)、温度传感器(13)、微量程扭矩测量仪(7)、电导率仪(26)和集中数显程控仪(16)；所述控温装置包括环形盘管控温系统(10)、活塞式气罐控温系统(11)和反应釜釜体控温系统(12)，其特征在于：所述高速搅拌电机(6)、所述磁力耦合传动器(8)和所述搅拌桨(9)相互连接，实现注入气体与预先加入所述高压反应釜釜体(5)内的原油与水的混合与乳化，所述微量程扭矩测量仪(7)通过所述扭矩测量仪上部联轴器(28)与所述高速搅拌电机(6)相连接，通过所述扭矩测量仪下部联轴器(29)与所述磁力耦合传动器(8)相连接，所述电导率仪(26)透过所述高压反应釜顶盖(30)伸入所述高压反应釜釜体(5)内部；其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1.空转扭矩刨除：所述高压反应釜釜体(5)内先不加样品，设置所述搅拌桨(9)在不同转速空转，利用所述微量程扭矩测量仪(7)测试此时的空转扭矩，获得空转扭矩与转速之间的定量关系；该扭矩为所述磁力耦合传动器(8)在传动过程中耗损的扭矩与所述高压反应釜釜体(5)内空气阻力产生的扭矩之和，在后续实验过程中需要刨除；步骤2.装置的粘度‑扭矩标定：选择5种粘度已知的牛顿流体，标记为A、B、C、D、E，将所述高压反应釜顶盖(30)拆卸，向所述高压反应釜釜体(5)内加入300mL流体A，将所述高压反应釜顶盖(30)安装至所述高压反应釜釜体(5)并密封，利用所述集中数显程控仪(16)控制所述高速搅拌电机(6)，从转速50rpm开始，以50rpm的间隔增加，一直增加至400rpm，在每一个转速处，记录所述微量程扭矩测量仪(7)的示数，将该扭矩示数减去所述空转扭矩示数，得到流体A在各转速的实际扭矩，对流体B、C、D、E进行相同实验步骤，得到5种流体在各转速的实际扭矩，根据公式μ＝aMb，拟合在各不同转速时的粘度‑扭矩关系，得到不同转速下的a、b值；步骤3.待测液体加注：先将所述高压反应釜顶盖(30)拆卸，向所述高压反应釜釜体(5)内加入300mL待测液体，将所述高压反应釜顶盖(30)安装至所述高压反应釜釜体(5)并密封，利用所述反应釜釜体控温系统(12)对所述高压反应釜釜体(5)控温；步骤4.待测液体粘度测量：利用所述集中数显程控仪(16)控制所述高速搅拌电机(6)，从转速50rpm开始，以50rpm的间隔增加，一直增加至400rpm，在每一个转速处，记录所述微量程扭矩测量仪(7)的示数，将该扭矩示数减去所述空转扭矩示数，得到液体在各转速的实际扭矩，根据公式μ＝aM^b以及各转速得到的a、b值，计算在不同转速时乳状液的粘度，然后根据公式计算各粘度对应的剪切率，绘制粘度‑剪切率流变曲线。