一种流变特性测定装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油勘探技术，特别是关于石油的流变特性测定技术，具体的讲是一 种流变特性测定装置。
【背景技术】
[0002] 原油室内流变参数的测定是原油管输工艺计算的基础，管道内流动的流体由于其 在横截面上速度变化率的分布不同，所以各部位流体所受到的剪切效应不同。对于牛顿流 体，其表观粘度与剪切速率无关，因此可以用旋转粘度计来研究其在管道内的流动。对于具 有非牛顿体性质的含蜡原油，由于流变性质随其经历的热历史和剪切历史而变化，因此，在 测量流变参数之前必须对它流动的热历史和剪切历史先进行与实际管流尽可能一致的模 拟。
[0003] 目前使用的管流模拟方法有旋转流变仪、搅拌罐和各种类型的试验环道等三类。 这几种模拟方法即使在相同的热历史条件下，结果相差也很大。旋转流变仪使用方便，对牛 顿体的测试和不考虑历史效应、无触变性的非牛顿体的分析测试能给出准确的测量结果， 但对呈非牛顿体的原油管道流动的模拟，由于剪切类型与实际管流存在差别，很难得到满 意的结果。另外，由于试验用样少，易形成不均匀体系，常常降低样品的代表性。搅拌罐模 拟对呈牛顿体的原油在生产运行的温度范围内与实际管道较接近，但因其不能准确描述剪 切强度，也没有测量功能，在模拟非牛顿原油和加剂油低温流动段的应用上受到了限制。环 道模拟装置在剪切类型上与生产管道一致，对流变性依赖其流动历史的非牛顿体流模拟较 为合理。但传统的环道装置存在被测流体频繁过栗而改变剪切历史、计算管径不确定等问 题，降低了模拟结果的使用价值。
[0004] 为了模拟流体的管流剪切作用，陆续又有环形循环管道观测装置、轮管流动模拟 器等问世，其中前者由一个磁力驱动的柱塞推动液体在管内循环，通过测量压降随时间的 变化率和驱动器的运动周期确定被测流体的流变性参数，后者则是利用旋转轮管使半充满 于其中的流体产生相对运动，通过轮管转动的扭矩确定液体的粘度。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供了一种流变特性测定装置，流变特性测定装置包括：旋转环管 模拟装置、过栗剪切模拟装置；其中，
[0006] 所述的旋转环管模拟装置包括：环管、温度传感器、压力传感器及磁信号传感器， 所述温度传感器、压力传感器及磁信号传感器设置于所述环管内；
[0007] 所述过栗剪切装置包括：离心栗和储油罐，所述储油罐两端均设有电动阀门，所述 储油罐一端连接到所述环管的回流孔，所述储油罐的另一端通过离心栗连接到所述环管的 抽油孔。
[0008] 本发明一实施例中，离心栗通过软管连接到所述环管的抽油孔，所述离心栗与所 述环管之间设有单向电动阀门以控制离心栗与环管内部的连通。
[0009] 本发明一实施例中，流变特性测定装置还包括：温控箱，所述旋转环管模拟装置和 过栗剪切模拟装置均设置于温控箱。
[0010] 本发明一实施例中，环管通过两根角度相交的拉筋固定于温控箱，油罐的两端分 别卡箍与两拉筋
[0011] 本发明一实施例中，在储油罐位于抽油相位时的底部，设有一手动球阀。
[0012] 本发明一实施例中，环管形成的圆环的曲率半径为1000mm，环管直径为50mm，储 油罐的罐长为700mm，外径为75mm，内径为65mm。
[0013] 本发明实施例提供的旋转环管模拟装置利用两液端液位差确定流体的流变性参 数，解决了转轮流动模拟器的流体粘壁问题，并能同时进行过栗、回流模拟测试。
[0014] 为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为本发明公开的一种流变特性测定装置的示意图；
[0017] 图2为本发明公开的流变特性测定装置的环管内流体示意图；
[0018] 图3为本发明公开的流变特性测定装置的过栗过程示意图；
[0019] 图4为本发明公开的流变特性测定装置的回流过程示意图；
[0020] 图5为本发明公开的流变特性测定装置的插板电路连通状态示意图；
[0021] 图6为本发明公开的流变特性测定装置的一实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明实施例公开了一种流变特性测定装置，如图1所示，为本发明公开的流变 特性测定装置的示意图，该流变特性测定装置包括：旋转环管模拟装置、过栗剪切模拟装 置；其中，
[0024] 旋转环管模拟装置包括：环管101、温度传感器、压力传感器及磁信号传感器，温 度传感器、压力传感器及磁信号传感器设置于环管内（其中各传感器设置于环管内，图中 未标不）；
[0025] 过栗剪切模拟装置包括：离心102栗和储油罐103,储油罐102两端均设有电动阀 门，储油罐一端连接到环管101的回流孔，储油罐103的另一端通过离心栗102连接到环管 101的抽油孔。
[0026] 本发明的目的是提供一种模拟管道内流体流动和实时测量的装置，模拟整条原油 管道的多站间流动并实现粘度等流变特性的实时采集。下面结合具体的实施例对本发明技 术方案做详细说明：
[0027] 本发明的流变特性测定装置包括流变特性测定装置和过栗剪切模拟装置，其中， 本发明实施例中旋转环管模拟装置包括：管流剪切模拟系统、数据采集传输系统、环境温度 控制系统、数据处理系统组成，下面分别对各系统进行说明。
[0028] 1、管流剪切模拟系统包括：不锈钢环管、驱动装置及控制箱，本实施例中不锈钢环 管的曲率半径R= 1000mm，环管内径d = 50mm，驱动装置由两台无级调速单相电机，减速比 分别为30B和100B，可使环管在1~15r/min之间的任意转速转动，环管的剪切率范围在 20-300s 1 之间。
[0029] 2、数据采集传输系统：由PtlOO温度传感器、YZD型压力传感器（测量范围0~ 40kPa，准确度等级0. 1级）、KMI18磁信号传感器、数据采集板和电刷（电刷，传导电流的 滑动接触体）组成。当转子与磁头的中心线对齐时，恰好对应圆环最低点，以确定圆环最低 点。
[0030] 3、本实施中的环境温度控制系统包括：箱体、加热系统、制冷系统及智能控制系 统。
[0031] a、箱体：
[0032] 本实施例中要求环管控温系统的设计温度为0~70°C。根据设计温度的要求和绝 热层材料性能要求等综合考虑，聚乙烯泡沫塑料符合需要，同时可以满足制冷和保温两方 面的要求。根据环道管输模拟装置的形状大小以及布局，确定本实施例中的箱体的高度为 2. 25m，长度为I. 80m，宽为0· 50m。综合考虑选取箱体的厚度为70臟。
[0033] b、加热系统：包括加热装置和风机；
[0034] 本实施例中加热装置为两根功率I. 5kW的U型加热管（双开加热装置的升温速率 约为0. 3°C /min)，同时在加热管的下方各安装1台风机，使箱内空气在测量时