一種用于改善液體流動性的裝置及其應用
【專利摘要】本發明提供一種用于改善液體流動性的裝置，該裝置包括電場處理設備、控溫設備及絕緣外罩；該電場處理設備包括盛液室、兩塊電極板及高壓電源；該兩塊電極板緊密固定于盛液室的兩端，兩塊電極板分別通過電線與高壓電源相連；控溫設備包括循環液套和高低溫恒溫循環裝置，該循環液套包裹于盛液室的外部，其下部設置有循環液入口，上部設置有循環液出口；絕緣外罩的一端為開口端，另一端為封閉端，該絕緣外罩的罩體開設有循環液管路入口及循環液管路出口，循環液入口、循環液出口通過管路分別經由循環液管路入口及循環液管路出口與高低溫恒溫循環裝置相連；且該絕緣外罩封閉端的底部設置有用于支撐所述電場處理設備和控溫設備的絕緣支架。
【專利說明】
一種用于改善液體流動性的裝置及其應用
技術領域
[0001]本發明涉及一種用于改善液體流動性的裝置及其應用，具體涉及一種用于改善石油領域中各種油品流動性的裝置及其應用。
【背景技術】
[0002]我國國內及海外油田盛產高含蠟原油等高黏原油，其在常溫下表現為易凝高黏，流動性較差，其開采和使用給管道運輸帶來了諸多難題。研究改善原油在常溫乃至低溫下的流動性的新技術，并將其應用于管道運輸中，對于保障管道安全運行的同時實現管道的節能降耗具有十分重要的意義。
[0003]目前，高黏原油輸送中使用的技術有:加熱降黏輸送、摻稀降黏輸送、乳化降黏輸送、改質降黏輸送等，但是這些技術都存在一定的缺點和不足。例如，加熱降黏具有以下不足:輸油能耗高、經濟損失大;設置加熱站增加了管道建設投資和運行管理費用；停輸再啟動困難，停輸時間稍長還可能釀成凝管堵塞的災難性后果;若在啟動和停輸工況用替代油品來置換管路中的原油，工藝稍顯復雜。
[0004]為探究改善原油流動性的新技術，有研究者根據電流變液的機理，提出了高壓電場處理以改善原油流動性的新方法。該技術特點明顯，安全高效、操作簡單、能耗很低。高壓電場降黏技術也可以應用于管道高黏原油輸送，海洋深水管道輸油以及提升發動機效率等方面。
[0005]目前，該方面的研究相對較少，需要進行大量實驗探究。因此，本發明有必要提供一種實驗裝置進行高壓電場處理原油實驗，探究該技術特點。
【發明內容】
[0006]為了解決上述的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種用于改善液體流動性的
目.ο
[0007]本發明的目的還在于提供上述用于改善液體流動性的裝置在改善液體流動性中的應用。
[0008]為達到上述目的，一方面，本發明提供一種用于改善液體流動性的裝置，該裝置包括電場處理設備、控溫設備及絕緣外罩;其中，
[0009]所述電場處理設備包括盛液室、兩塊電極板及高壓電源;該兩塊電極板緊密固定于盛液室的兩端，所述兩塊電極板分別通過電線與所述高壓電源相連；
[0010]所述控溫設備包括循環液套和高低溫恒溫循環裝置，該循環液套包裹于所述盛液室的外部，其下部設置有循環液入口，上部設置有循環液出口；
[0011 ]所述絕緣外罩的一端為開口端，另一端為封閉端，該絕緣外罩的罩體開設有循環液管路入口及循環液管路出口，所述循環液入口、循環液出口通過管路分別經由循環液管路入口及循環液管路出口與所述高低溫恒溫循環裝置相連;且該絕緣外罩封閉端的底部設置有用于支撐所述電場處理設備和控溫設備的絕緣支架。
[0012]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，其中，“緊密固定”是指必須確保盛液室與電極板之間無縫隙，即確保盛液室中所盛的實驗油樣不泄漏。本發明對兩塊電極板的固定方式不作具體要求，本領域技術人員可以根據需要選擇合適的方式將兩塊電極板緊密固定于盛液室的兩端，只要能保證可以實現上述發明目的即可。在本發明具體的實施方式中，可以通過定位環并以螺紋密封連接的形式將兩塊電極板緊密固定于盛液室的兩端，還可以采用粘合等方式將其固定于盛液室的兩端。
[0013]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述電極板為圓形電極板。使用圓形電極板可以避免尖端放電。
[0014]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述電極板的直徑為5Omm-10Omm，兩塊電極板的間距為20mm-90mm。本發明對電極板的材料不作要求，其可以采用鋁、鐵或銅等金屬材料制成，在本發明的一【具體實施方式】中，該電極板板為銅電極板。此夕卜，本發明對電極板的尺寸也不作具體要求，本領域技術人員可根據實際需要加工制作。
[0015]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，改善液體流動性過程中所需要的電場由電場處理設備中兩電極(接電源的電極板)產生，電場處理設備中的均勻電場可為恒定靜電場，也可為具有一定時間間隔的脈沖電場。
[0016]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述盛液室為由絕緣材料制成的盛液室。該盛液室用于裝載待處理的液體，采用絕緣材料制備的盛液室可以避免對待處理液體產生影響。
[0017]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述盛液室的兩端分別設置有用于將盛液室所盛液體與兩塊電極板分隔開的絕緣板。
[0018]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，對于原油等絕緣性較好的液體，所述電場處理設備中的電極板與實驗液體可以直接接觸;對于絕緣性不好的液體，可采用絕緣板分隔液體與電極，以確保達到實驗所要求的電場強度的同時，實驗液體不直接與電極板接觸導電。
[0019]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，用于連接循環液入口、循環液出口與高低溫恒溫循環裝置的管路的內徑為10_-30_。
[0020]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述循環液套的外徑為90mm-150mmo
[0021]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，所述控溫設備用于調控處理過程中實驗液體的溫度。
[0022]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述絕緣外罩內設置有空氣干燥器，以保證該絕緣外罩內的空氣濕度不超過25%。
[0023]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，由于本發明加載電壓很高，所述絕緣外罩主要是為了保護實驗人員安全而設置的。在干燥的環境下，絕緣外罩不會妨礙實現油樣的改性處理，也無需對該絕緣外罩進行密封，其僅僅起到保護作用;但是，在濕度較大的情況下，電極板加載高壓后會向周圍介質放電，此時較為危險，需要對絕緣外罩進行密封，且需要在其內部設置空氣干燥器，以確保絕緣外罩內的空氣濕度不超過25 % ο上述密封處理為本領域的公知技術手段，本領域技術人員可以根據現場作業需要，選擇合適的手段對絕緣外罩進行密封，只要保證能夠實現本發明所要求的密封目的即可。
[0024]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述絕緣外罩為由絕緣材料制成的外罩，其長為250mm-400mm，寬為250mm-400mm，高為200mm-300mm。
[0025]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述絕緣支架的長為10mm-150mm，寬為10mm-l50mm，高為80mm_120mm。此外，本發明對絕緣支架的固定方式無要求，只要確保牢固即可，可以采用焊接、螺絲固定等方式。
[0026]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，所述絕緣外罩用于支撐電場處理設備和控溫設備，并將其隔離保護，保障安全。
[0027]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，優選地，所述絕緣外罩的開口端設置有蓋板。絕緣外罩的開口端設置有蓋板是為了便于處理結束后取出油樣，而絕緣外罩的側面和底面是一體化的。
[0028]根據本發明所述的用于改善液體流動性的裝置，所用的循環液套和高低溫恒溫循環裝置均為本領域使用的常規設備;所述高低溫恒溫循環裝置中使用的循環液體可以是水(超純水)，也可以是非極性液體。當所用的循環液體為水時，該循環液套即為循環水套，該高低溫恒溫循環裝置也可以采用常規的循環水浴裝置進行替代。
[0029]另一方面，本發明還提供了上述用于改善液體流動性的裝置在改善液體流動性中的應用。
[0030]根據本發明所述的應用，改善液體流動性的過程中，實驗液體的溫度可根據實際需要進行調整，處理的過程中其溫度可以保持不變，也可以根據實際需要進行升溫或降溫。
[0031]根據本發明所述的應用，改善液體流動性的過程中，電場處理設備中所需的電場場強可以根據實際需要進行調整。
[0032]根據本發明所述的應用，改善液體流動性的過程中所需要的處理時間也可以根據實際需要進行調整。
[0033]本發明所提供的用于改善液體流動性的裝置具有以下特點及優點:該裝置可以進行油品(原油)靜態改性處理效果評價實驗。通過對盛液室中的油樣施加靜電場，使得待測油樣在靜止狀態下處于恒定均勻電場中。本實驗裝置采用了高壓電場處理降黏新技術，電場強度、處理時間等可根據實驗需要進行調整。該實驗裝置具有占地面積小、裝卸方便、投資小等優點，其重量輕、成本低、適用性強、操作方便、為電場處理降低油品(原油)黏度在工程實例應用和推廣奠定了基礎。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明提供的用于改善液體流動性的裝置的示意圖。
[0035]主要附圖標號說明:
[0036]11、盛液室；
[0037]12、電極板；
[0038]13、電線；
[0039]14、高壓電源；
[0040]21、循環液套；
[0041 ]22、循環液出口；
[0042]23、循環液入口；
[0043]31、絕緣支架；
[0044]32、絕緣外罩；
[0045]33、循環液管路出口；
[0046]34、循環液管路入口；
[0047]35、蓋板。
【具體實施方式】
[0048]為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現結合以下具體實施例及說明書附圖對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
[0049]實施例1
[0050]本實施例提供了一種用于改善液體流動性的裝置，該裝置的結構示意圖如圖1所示，其包括電場處理設備、控溫設備及絕緣外罩32;其中，
[0051 ] 所述電場處理設備包括盛液室11、兩塊電極板12及高壓電源14;兩塊電極板12分別通過定位環并以螺紋密封連接的形式固定于盛液室11的兩端，該兩塊電極板12的中心分別通過電線13與所述高壓電源14相連；
[0052]所述控溫設備包括循環液套21和高低溫恒溫循環裝置(圖中未畫出)，該循環液套21包裹于所述盛液室11的外部，其下部設置有循環液入口 23，上部設置有循環液出口 22 ；
[0053]所述絕緣外罩32的一端為開口端，另一端為封閉端，該絕緣外罩32的罩體開設有循環液管路入口 34及循環液管路出口 33，所述循環液入口 23、循環液出口 22通過管路分別經由循環液管路入口 34及循環液管路出口 33與所述高低溫恒溫循環裝置相連(如:循環液為水時，出水管線通過循環液出口 22、循環液管路出口 33連接循環水浴裝置，進水管通過循環液管路入口 34、循環液入口 23連接循環水浴裝置，循環液管路出口 33及循環液管路入口34是為了連接水管而留的孔)；且該絕緣外罩32封閉端的底部設置有用于支撐所述電場處理設備和控溫設備的絕緣支架31。
[0054]所述電極板12為圓形電極板。
[0055]所述電極板12為銅電極板，其直徑為60mm，兩塊電極板的間距為70mm。
[0056]所述盛液室11為由絕緣材料制成的盛液室。
[0057]所述盛液室11的兩端分別設置有用于將盛液室所盛液體與兩塊電極板12分隔開的絕緣板。
[0058]用于連接循環液入口23、循環液出口 22與高低溫恒溫循環裝置的管路的內徑為15mm0
[0059]所述循環液套21的外徑為120mm。
[0060]所述絕緣外罩32為由絕緣材料制成的外罩，其長為300mm，寬為300mm，高為250mm。[0061 ] 所述絕緣支架31的長為120mm，寬為120mm，高為100mm。
[0062]該裝置還包括一用于密封所述絕緣外罩32開口端的蓋板35。
[0063]實施例2
[0064]實施例1提供的用于改善液體流動性的裝置的操作步驟如下所示:
[0065](I)旋開電極板12處的定位環，獲取實驗用油樣，并將該油樣盛放于盛液室11中，密封好定位環，并蓋好蓋板35，打開與控溫設備相連接的控溫儀器，使待處理液體溫度恒定于實驗溫度。
[0066](2)打開與電極板12相連接的高壓電源14，根據實驗要求，調整相應的電壓、處理時間、處理溫度。
[0067](3)待油樣在電場中處理完畢后，關閉高壓電源。在確保無電的前提下，取出盛液室11，倒出實驗液體，使用流變儀測試其流動性相關參數，并清洗處理裝置。
[0068]為了對本發明實施例1提供的用于改善液體流動性的靜態電場處理裝置的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現根據以下具體應用實例來說明該裝置。
[0069]應用例I
[°07°] 選取某I號原油，在20°C、1.0kV/mm場強下處理3min，其黏度由30.53mPa.s降低至27.56mPa.s，降黏率為9.73% ;24h后再測試該改性原油的黏度，其黏度為27.61mPa.s，降黏率為9.56%，說明該方法具備較好的時效性，改性效果可持續24h以上。
[0071]應用例2
[0072]選取某2號原油，在15°C、1.0kV/mm場強下處理3min，其黏度由47.97mPa.s降低至37.6ImPa.S，降黏率為21.60% ;24h后再測試該改性原油的黏度，其黏度為37.66mPa.s’降黏率為21.49%，說明該方法具備較好的時效性，改性效果可以持續24h以上。
[0073]本發明所提供的用于改善液體流動性的靜態電場處理裝置利用電場處理原油以達到降低黏度的效果，該實驗裝置具有占地面積小、裝卸簡便、投資小等優點，其重量輕、成本低、操作簡便、適應性強，為高壓電場降黏在工程實例的應用和推廣奠定基礎。
[0074]以上所述為本發明的具體實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的內容可以對本發明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和范圍。
【主權項】
1.一種用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，該裝置包括電場處理設備、控溫設備及絕緣外罩;其中， 所述電場處理設備包括盛液室、兩塊電極板及高壓電源;該兩塊電極板緊密固定于盛液室的兩端，所述兩塊電極板分別通過電線與所述高壓電源相連； 所述控溫設備包括循環液套和高低溫恒溫循環裝置，該循環液套包裹于所述盛液室的外部，其下部設置有循環液入口，上部設置有循環液出口； 所述絕緣外罩的一端為開口端，另一端為封閉端，該絕緣外罩的罩體開設有循環液管路入口及循環液管路出口，所述循環液入口、循環液出口通過管路分別經由循環液管路入口及循環液管路出口與所述高低溫恒溫循環裝置相連;且該絕緣外罩封閉端的底部設置有用于支撐所述電場處理設備和控溫設備的絕緣支架。2.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述電極板為圓形電極板； 優選地，所述電極板的直徑為50mm-1OOmm，兩塊電極板的間距為20mm-90mm。3.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述盛液室為由絕緣材料制成的盛液室， 優選地，所述盛液室的兩端分別設置有用于將盛液室所盛液體與兩塊電極板分隔開的絕緣板。4.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，用于連接循環液入口、循環液出口與高低溫恒溫循環裝置的管路的內徑為10mm-30mm。5.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述循環液套的外徑為 90mm-150mmo6.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述絕緣外罩內設置有空氣干燥器，以保證該絕緣外罩內的空氣濕度不超過25%。7.根據權利要求1或6所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述絕緣外罩為由絕緣材料制成的外罩，其長為250mm-400mm，寬為250mm-400mm，高為200mm-300mm。8.根據權利要求1所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述絕緣支架的長為lOOmm-l 50mm，寬為lOOmm-l 50mm，高為80mm_l 20mm。9.根據權利要求1-8任一項所述的用于改善液體流動性的裝置，其特征在于，所述絕緣外罩的開口端設置有蓋板。10.權利要求1-9任一項所述的用于改善液體流動性的裝置在改善液體流動性中的應用。
【文檔編號】C10G32/02GK105838413SQ201610357677
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】張勁軍, 馮凱, 馬晨波, 張永星, 陳朝輝
【申請人】中國石油大學(北京)