沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型、實驗方法及應用
【專利摘要】本發明公開了沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型、實驗方法及應用，實驗模型包括油罐、油泵、水罐、水泵和若干沉墊模擬艙，每個沉墊模擬艙中均設有油水隔膜；所述油罐和水罐內設有加熱系統；每個沉墊模擬艙中均設有溫度測量裝置，每個沉墊模擬艙外均敷設保溫層。本發明能夠同時模擬水推油發油過程、油泵抽油發油過程、油推水收油過程或水泵抽水收油過程，降低了實驗模擬成本；同時本發明采用外循環方式加熱原油，在進行加熱工藝實驗時，將油罐用作加熱罐，利用油泵將油泵送至油罐加熱至儲存的預定溫度，然后輸送回沉墊模擬艙，完成循環加熱，從而避免了在沉墊模擬艙內布設加熱盤管。
【專利說明】
沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型、實驗方法及應用
技術領域
[0001] 本發明設及沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型、實驗方法及應用。
【背景技術】
[0002] 水置換式海底儲油罐包括儲罐主體、柔性油水隔離保溫內膽、進排水管、注油管、 出油管、充氣管和含油污水柔性吸管等。油水隔離保溫內膽邊緣固定于儲罐主體的邊壁中 部，由柔軟水密材料制成，底部填充高性能保溫填料，類似于一只大型口袋，容積不低于水 下儲罐容積的一半。儲罐系統制作完成后，依靠儲罐浮力拖航至預定位置，沉入水下，外界 水通過進排水管自動充滿儲罐主體。依靠油壓通過注油管將原油注入罐內，油水隔離保溫 內膽隨之變形，外界水通過進排水管排出儲罐主體。由于油比水輕，油一直處于儲罐主體上 部。出油時，打開出油管上的閥口，原油在外界水壓力作用下通過出油管流出（必要時可用 累抽吸），外界水通過進排水管自動充填原來空間。儲存含水原油時，含水原油中的大部分 游離水會沉降至底部，可通過污水柔性吸管吸出后處理。
[0003] 實際生產中的沉墊儲油的收發油及保溫加熱工藝難W進行驗證測試，因而需要小 型實驗模型研究油水置換艙內隔膜的運動規律，分析膜的運動情況和沉墊進出管的布置方 案對收發油的影響，據此來驗證平臺收發油方案的合理性實驗來驗證，同時利用模型艙可 W研究艙內溫度場的變化情況。
【發明內容】
[0004] 為克服現有技術的缺陷，本發明提供了沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型及 其實驗方法，W研究油水置換艙內隔膜的運動規律艙內溫度場的變化情況；同時本發明還 提供了沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型和實驗方法的應用。
[0005] 為實現上述目的，本發明的技術方案為：
[0006] 沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型，包括油罐、油累、水罐、水累和若干沉墊模 擬艙，其中，每個沉墊模擬艙的進油口均通過管路同時連接油累出口和油罐出口，每個沉墊 模擬艙的出油口均通過管路同時連接油累進口和油罐進口，每個沉墊模擬艙的進水口均通 過管路同時連接水累出口和水罐出口，每個沉墊模擬艙的出水口均通過管路同時連接水累 進口和水罐進口，油罐進口通過管路還連接油累出口，油罐出口通過管路還連接油累進口， 水罐進口通過管路還連接水累出口，水罐出口通過管路還連接水累進口，所有管路中均設 有閥口，與油累出口和水累出口連接的管路中均設有計量裝置，每個沉墊模擬艙中均設有 油水隔膜；
[0007] 所述油罐和水罐內設有加熱系統;每個沉墊模擬艙中均設有溫度測量裝置，每個 沉墊模擬艙外均敷設保溫層。
[000引本發明能夠同時模擬水推油發油過程、油累抽油發油過程、油推水收油過程或水 累抽水收油過程，降低了實驗模擬成本;同時由于水下儲油有移動的油水界面，在沉墊模擬 艙內不宜布設加熱盤管，本發明采用外循環方式加熱原油，在進行加熱工藝實驗時，將油罐 用作加熱罐，利用油累將油累送至油罐加熱至儲存的預定溫度，然后輸送回沉墊模擬艙，完 成循環加熱，從而避免了在沉墊模擬艙內布設加熱盤管。
[0009] 優選的，若沉墊模擬艙的數量大于1，則沉墊模擬艙并聯。
[0010] 優選的，在每個沉墊模擬艙頂部均開設進油口和出油口，且每個沉墊模擬艙的進 油口和出油口的數量共5個;在每個沉墊模擬艙底部均開設進水口和出水口，且每個沉墊模 擬艙的進水口和出水口的數量共5個。能夠更好的完成對收發油過程的模擬。
[0011] 利用上述實驗模型的發油和收油的方法，其中，發油方法為水推油發油方法或油 累抽油發油方法，
[0012] 所述水推油發油方法的步驟為:打開連接水罐出口與水累進口管道的閥口、連接 水累出口與水罐進口管道的閥口、連接水累出口與沉墊模擬艙進水口管道的閥口 W及連接 沉墊模擬艙出油口與油罐進口管道的閥口，關閉其他閥口，水累將水罐中的水抽出后，一部 分計量進入沉墊模擬艙，另一部分返回水罐中，進入沉墊模擬艙的水推動隔膜，將沉墊模擬 艙中的油經管路推送至油罐中；
[0013] 所述油累抽油發油方法的步驟為:打開連接沉墊模擬艙出油口與油累進口管道的 閥口、連接油累進口與沉墊模擬艙進油口管道的閥口、連接油累出口與油罐進口管道的閥 口 W及連接水罐出口與沉墊模擬艙進水口管道的閥口，關閉其他閥口，油累將沉墊模擬艙 中的油抽出后，一部分計量進入油罐，另一部分返回沉墊模擬艙，水罐中的水進入至沉墊模 擬艙中。
[0014] 收油方法為油推水收油方法或水累抽水收油方法，
[0015] 所述油推水收油方法的步驟為:打開連接油罐出口與油累進口管道的閥口、連接 油累出口與油罐進口管道的閥口、連接油累出口與沉墊模擬艙進油口管道的閥口 W及連接 沉墊模擬艙出水口與水罐進口管道的閥口，關閉其他閥口，油累將油罐中的油抽出后，一部 分計量進入沉墊模擬艙，另一部分返回油罐，進入沉墊模擬艙的油推動隔膜，將沉墊模擬艙 中的水推送至水罐中；
[0016] 所述水累抽水收油方法的步驟為:打開連接沉墊模擬艙出水口與水累進口管道的 閥口、連接水累出口與沉墊模擬艙出水口管道的閥口、連接水累出口與水罐進口管道的閥 口 W及連接油罐出油口與沉墊模擬艙進油口管道的閥口，關閉其他閥口，水累將沉墊模擬 艙中的水抽出后，一部分計量進入水罐中，另一部分返回沉墊模擬艙，油罐中的有進入至沉 墊模擬艙中。
[0017] 本發明能夠同時實現不同收發油過程，降低了模擬實驗的成本。
[0018] 利用上述發油和收油方法的實驗方法，其步驟為:在收發油過程中，控制改變不同 收油或發油的流速或溫度，檢測與油累出口連接的管路設有計量裝置的瞬時流量和累計流 量、沉墊模擬艙內油液位的變化及隔膜的運動速度。
[0019] 本發明能夠模擬得到收發油過程中理論數據，為實際的工藝設計作理論指導。
[0020] -種上述發油和收油方法的實驗方法在優化頂部平臺的原油產量和穿梭油輪容 量進行收發工藝的管線及設備選型中的應用。
[0021] 利用上述實驗模型對油加熱的方法，其步驟為:打開連接沉墊模擬艙出油口與油 累進口管道的閥口、連接油累出口與油罐進口管道的閥口，油累將沉墊模擬艙中的油累送 至油罐中，然后關閉閥口，油罐中的加熱系統將油加熱后，打開連接油罐出口與沉墊模擬艙 進油口管道的閥口，使加熱后的油進入至沉墊模擬艙中，完成循環加熱。
[0022] 本發明通過對油罐加熱及油的循環，從而實現了對沉墊模擬艙中油的加熱，避免 了在沉墊模擬艙中布設加熱盤管的問題。
[0023] 利用上述實驗模型對油加熱的方法對沉墊模擬艙保溫檢測的實驗方法，其步驟 為:加熱后的有進入沉墊模擬艙，待液面穩定后，在沉墊模擬艙的油中設置若干溫測點，檢 測不同位置的溫度隨時間的變化，并繪制曲線，然后根據測量數據計算得到儲罐散熱量隨 時間的變化曲線。
[0024] 本發明能夠擴大和加深對油水沉墊傳熱傳質的認識，為儲油工藝參數和罐體結構 熱應力計算提供可靠的依據；同時能夠研究不同進艙溫度時艙內原油的溫度場和溫降規 律。
[0025] 優選的，所述若干溫測點的位置為沉墊模擬艙內油上液面處、1/4液位、1/2液位、 3/4液位、艙底，沿徑向沉墊模擬艙中屯、位置、1/4半徑、1/2半徑、3/4半徑、艙壁位置，共25處 溫測點。能夠擴大和加深對油水沉墊傳熱傳質的認識。
[0026] 優選的，所述若干溫測點位置為沉墊模擬艙內油上液面處、1/2液位、艙底，沉墊模 擬艙壁位置中屯、位置及沉墊模擬艙壁兩側位置，共9處溫測點。能夠研究不同進艙溫度時艙 內原油的溫度場和溫降規律。
[0027] -種利用上述對沉墊模擬艙保溫檢測的實驗方法優化沉墊儲油艙加熱保溫系統 的應用。
[0028] -種利用上述收油方法和發油方法的實驗方法和對沉墊模擬艙保溫檢測的實驗 方法在優化沉墊收、發油及保溫加熱系統的應用。
[0029] 本發明的有益效果為：
[0030] 1.本發明能夠同時模擬水推油發油過程、油累抽油發油過程、油推水收油過程或 水累抽水收油過程，降低了實驗模擬成本。
[0031] 2.本發明采用外循環方式加熱原油，在進行加熱工藝實驗時，將油罐用作加熱罐， 利用油累將油累送至油罐加熱至儲存的預定溫度，然后輸送回沉墊模擬艙，完成循環加熱， 從而避免了在沉墊模擬艙內布設加熱盤管。
[0032] 3.本發明能夠模擬得到出收發油過程中各種理論數據，為實際的工藝設計作理論 指導。
[0033] 4.本發明通過一套裝置基本能夠模擬實際生產中的所有過程，設備較少，利于節 能環保。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發明系統流程圖；
[0035] 圖2為透明罐頂部開孔俯視圖；
[0036] 圖3為透明罐頂部開孔主視圖；
[0037] 圖4為透明罐頂部開孔左視圖；
[003引圖5為透明罐頂部開孔圖；
[0039] 圖6為透明罐底部開孔圖；
[0040] 圖7為測溫孔布置圖；
[0041] 圖8為監測點設置示意圖；
[0042] 其中，101.油罐，102.水罐，103.透明罐，104.油累，105.水累。
【具體實施方式】
[0043] 下面結合附圖對本發明進行進一步說明。
[0044] 根據沉墊收、發油工藝的理論分析及計算研究，擬制作Ξ個獨立的沉墊模擬艙代 替沉墊四分之一艙容的Ξ個小艙，配合油罐和水罐進行收、發油實驗，同時為了準確的研究 艙內原油的降溫規律，需要針對Ξ個小艙進行降溫過程溫度場的測試，而艙的外表可W進 行保溫材料性能的測試，因此擬針對Ξ個實驗內容試制一套完整的綜合實驗模型，同時保 證具有進行Ξ個實驗內容的功能。
[0045] 沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型，如圖1所示，包括油罐101、油累104、水罐 102、水累105和3個透明罐103,3個透明罐103并聯，其中，每個透明罐103的進油口均通過管 路同時連接油累104出口和油罐101出口，每個透明罐103的出油口均通過管路同時連接油 累104進口和油罐101進口，每個透明罐103的進水口均通過管路同時連接水累105出口和水 罐102出口，每個透明罐103的出水口均通過管路同時連接水累105進口和水罐102進口，油 罐101進口通過管路還連接油累104出口，油罐101出口通過管路還連接油累104進口，水罐 102進口通過管路還連接水累105出口，水罐102出口通過管路還連接水累105進口，所有管 路中均設有閥口，與油累104出口和水累105出口連接的管路中均設有計量裝置，每個透明 罐103中均設有油水隔膜。
[0046] -、沉墊收、發油功能設計
[0047] 沉墊收、發油模型的目的是測試設計的幾種收、發油方案實際的運行效果，根據沉 墊收、發油工藝的理論分析，完成實驗流程簡化說明圖見圖1所示，整個實驗要實現水推油 發油、油累發油、油推水收油、水累水收油四套流程，具體功能說明如下：
[004引（1)水推油發油過程
[0049] 水通過管線15進入水累105,在水累105出口，一部分通過管線13和14回流到水罐 102，其他水經過計量后通過A閥和管線12-1、12-2、12-3,管線9-1、9-2、9-3進入透明罐103 內。油通過管線16-1、16-2、16-3,管線7-1、7-2、7-3和C閥和管線1進入油罐101。
[0050] (2)油累抽油發油過程
[0051] 油通過管線16-1、16-2、16-3，管線7-1、7-2、7-3和管線6進入油累104入口，油累 104出口油一部分作為回流通過管線17-1、17-2、17-3回到透明罐103內，剩余的計量后通過 管線3進入油罐101。水通過管線14、B閥和管線12-1、12-2、12-3,管線9-1、9-2、9-3進入透明 値 103 〇
[0052] (3)油推水收油
[0053] 油通過管線2進入油累104,在油累104出口，一部分通過管線5和1回流到油罐101， 剩余的油經過計量后通過管線16-1、16-2、16-3,管線7-1、7-2、7-3進入透明罐103內。水通 過管線12-1、12-2、12-3，管線9-1、9-2、9-3、8閥和管線14進入水罐102。
[0化4] (4)水累抽水收油過程
[0055] 水通過管線12-1、12-2、12-3，管線9-1、9-2、9-3和管線8進入水累105入口，水累 105出口水一部分作為回流通過管線18-1、18-2、18-3回到透明罐103,剩余的計量后通過管 線10、15進入水罐102。油通過管線1、閥C和管線16-1、16-2、16-3,管線7-1、7-2、7-3進入透 明罐103。
[0056] 為了更好的完成對收發油流程的模擬，設置5個進、出油口和5個進、出水口。
[0057] 3個透明罐103的頂部和底部都要開設管路連接孔，每條連接透明罐的管線上面都 要布設閥口，具體布置見圖2-6。
[0058] 利用圖1實驗裝置實現沉墊收發油工藝實驗，可W進行收油過程和發油過程的模 擬。本試驗的目的是研究選擇收發油的工藝參數，具體實驗方案如下。
[0059] ①收油模型實驗：
[0060] 收油實驗中，油罐101和透明罐103分別作為平臺上的原油緩沖罐和沉墊艙，油累 104作為原油輸送累。
[0061] 實驗中原油在油罐101內經加熱至預定溫度后，將油罐101內的原油通過油累104 累送至透明罐103,將透明罐103底水壓出。
[0062] 實驗中研究的工藝變量包括：
[0063] 充油流速；
[0064] 充油溫度；
[0065] 在收油實驗中，充油流速等參數的確定要結合平臺上生產規模，收油流程管徑等 參數進一步分析確定。
[0066] 實驗中檢測變量包括：
[0067 ]進透明罐103流量計的瞬時流量和累計流量；
[006引透明罐103內液位變化；
[0069] 油水隔離膜的運動情況。
[0070] ②發油模型實驗：
[0071] 發油實驗中，油罐101和透明罐103分別作為平臺上的穿梭油輪液艙和沉墊艙，油 累104作為原油輸送累。
[0072] 實驗中將透明罐103內的原油通過油累104累送至油罐101。
[0073] 實驗中研究的工藝變量包括：
[0074] 發油流速；
[0075] 發油溫度；
[0076] 實驗中檢測變量包括：
[0077 ]出透明罐103流量計的瞬時流量和累計流量；
[007引透明罐103內液位變化；
[0079] 油水隔離膜的運動情況。
[0080] 發油流程的發油流速及發油溫度等參數要結合穿梭油輪的穿梭頻率來確定。
[0081] 通過收發油模型實驗，確定出最優的收、發油速度和溫度，進而根據頂部平臺的原 油產量和穿梭油輪容量進行收發工藝的管線及累等設備的選型，同時完成流程選擇和管系 布置。
[0082] 二、沉墊保溫及加熱功能設計
[0083] 原油在沉墊儲油艙內由于對流、導熱等傳熱過程，艙內原油溫度會不斷下降，影響 油水隔離水下儲油艙溫度降低快慢的原因有很多：原油進艙的溫度、儲油艙充裝度、保溫材 料的性能、海水的溫度、海流速度等。沉墊保溫及加熱實驗的目的在于研究艙內儲油降溫過 程的溫度場，從而確定最佳的進油溫度及開始循環加熱的溫度，同時驗證和完善理論的溫 度場模擬研究結論。
[0084]保溫及加熱工藝實驗分為兩個主要部分，一是加熱工藝實驗;二是保溫性能實驗； 分別介紹如下：
[00化]1.加熱工藝實驗
[0086] 由于水下儲油有移動的油水界面，在罐內不宜布設加熱盤管，采用外循環方式加 熱原油是行之有效的方法。在進行加熱工藝實驗時，將油罐101用作加熱罐，利用油累104將 原油累送至油罐101加熱至儲存的預定溫度，然后輸送回透明罐103,完成循環加熱。
[0087] 加熱實驗中主要研究W下影響因素：
[0088] 透明罐10巧日熱臨界溫度，即需要開始循環加熱時透明罐103的溫度；
[0089] 循環原油的加熱溫度，即油罐101中加熱后的原油溫度；
[0090] 試驗中檢測的主要參數：
[0091] 透明罐103內的溫度場。
[0092] 通過上述兩影響因素分析，結合溫度場測定最終確定出加熱頻率及循環加熱起始 和結束溫度等關鍵參數。
[0093] 2.保溫測試實驗
[0094] 根據選定的若干種保溫材料和保溫結構，對沉墊艙進行保溫處理。
[0095] 原油加熱至預定溫度后進入透明罐103儲存，待液面穩定后，對設置的測溫點（透 明罐103上液面處，1/4液位、1/2液位、3/4液位、罐底，沿徑向透明罐103中屯、位置、1/4半徑、 1/2半徑、3/4半徑、罐壁位置），共25處測溫點每隔一定的時間測出該處的溫度值，繪制出溫 度隨時間的變化曲線，與數值模擬結果作對比。
[0096] 通過實驗室初試及模擬試驗，經大量溫度場實測數據分析計算，得出透明罐103內 原油溫度與時間變化規律曲線和透明罐103散熱量隨時間的變化曲線，擴大和加深了對油 水沉墊傳熱傳質的認識，為儲油工藝參數和罐體結構熱應力計算提供了可靠的依據。
[0097] 保溫實驗中主要研究W下影響因素：
[0098] 透明罐103初始儲存溫度，即原油充入透明罐103時的溫度；
[0099] 透明罐103液位，按照一定步長，研究儲油量與溫降的關系；
[0100] 保溫材料，即在保溫材料性能試驗中選擇的保溫材料；
[0101] 保溫層厚度，結合保溫材料試驗進行保溫層厚度試驗。
[0102] 為了研究不同進透明罐103溫度時透明罐103內原油的溫度場和溫降規律，在透明 罐103內設置九個監測點，觀測運些特定點上溫度隨時間的變化規律，運些監測點的水平和 縱向布置如圖7和圖8所示。
[0103] 通過不同截面和位置的測溫點的測量結果，可W比較完整的得到艙內儲油的溫降 規律，從而確定沉墊儲油出艙加熱溫度和加熱后進艙的溫度。
[0104] Ξ、保溫材料性能測試功能設計
[0105] 用于海底儲罐的保溫材料必須具有如下性能:①足夠的強度、剛度和彈性W抵抗 保溫層在預制和鋪設過程中的各種載荷;②足夠高的抗壓強度W抵抗海水靜壓力，保證其 不被壓壞;③導熱系數小;④吸水率低或不吸水;⑤耐溫性。
[0106] 保溫材料從其結構上可W分為發泡型、空氣層型和纖維型Ξ大類。發泡型保溫材 料具有導熱系數小、吸水率低、抗壓強度高及易于成型和施工等優點，在油氣儲運工程中得 到越來越廣泛的應用。目前，海底儲罐所用的發泡型保溫材料為有機發泡材料、無機發泡材 料和復合泡沫材料。它們都具有導熱系數小，吸水率低，抗壓強度高，易于成型，方便施工等 優點。
[0107] 此部分保溫材料性能實驗是為沉墊保溫及加熱工藝實驗選擇實驗用的保溫材料， 基本思路是海選適合于海底儲罐的保溫材料進行相關性能測試，從而對比分析確定幾種材 料用于保溫及加熱實驗，同時為沉墊儲油工藝沉墊艙保溫材料的選擇提供依據。
[0108] 利用實驗模型可W進行不同保溫材料的保溫性能測試，通過在Ξ個透明罐103表 面敷設不同種類的保溫材料，通過溫度場的測試可W測定其保溫性能。同時借助導熱性能 測試儀器可W完成相關測試要求。
[0109] 四、沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型參數設計
[0110] 1.沉墊模型艙參數計算
[0111] 根據沉墊儲油的工藝設計，四分之一的沉墊為一個獨立的大艙，大艙由Ξ個小艙 組成，Ξ個小艙內原油可W互相流動，并共同使用一套收發油管道工藝。根據工程要求，設 計的工程用艙的尺寸如表1所示。
[0112] 為了便于觀察艙內的隔離膜的運動情況，此次試驗艙采用透明的玻璃制作，考慮 到玻璃的耐壓性差，模型的尺寸不能太大，根據計算研究，按照20:1的規模對原工程用艙進 行縮小，設計Ξ個實驗艙的參數如表1所示。
[0113] 表1儲油艙實驗模型設計參數，單位:mm
[0114]
[0115] 2.實驗管徑的確定
[0116] 平臺發油方案設計中提出了在5種發油時間下，分別使用3種不同發油管徑的發油 方案，5種發油時間對應的儲艙隔膜移動速度各不相同，根據相似性原理，要研究隔膜的運 動規律，需要保持實驗和設計方案中膜的運動速度一致，本實驗正是基于此開展的，根據膜 速相當換算的實驗參數見表2:
[0117] 表2根據膜速相當換算的實驗參數表
[011 引
[0119] 據表可知，實驗需要的管徑至少為17mm，太小的話管內流速過高，與實際工程應用 不符，因此選用20mm內徑的PVC管。
[0120] 3.實驗水累的選型
[0121] 水累的選型需要對管線進行水利計算，假定按各情況反算對應的管徑來計算，有 如下表的結果：
[0122] 表3管線水力計算參數表
[0123]
[0124] 由表3可知，實驗累的流量范圍在0.5-2化/min的范圍內，實際揚程在20mW上。
[01巧]4.實驗模型設備
[0126] 根據實驗流程的需要，W及艙容的要求，完成了油罐、水罐及流量計、壓力表等傳 感器的選型，設備匯總如表4所示：
[0127] 表4設備性能參數要求表
[012 引
[0129]上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對發明保護范圍 的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需 要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 沉墊收、發油和保溫加熱系統實驗模型，其特征是，包括油罐、油栗、水罐、水栗和若 干沉墊模擬艙，其中，每個沉墊模擬艙的進油口均通過管路同時連接油栗出口和油罐出口， 每個沉墊模擬艙的出油口均通過管路同時連接油栗進口和油罐進口，每個沉墊模擬艙的進 水口均通過管路同時連接水栗出口和水罐出口，每個沉墊模擬艙的出水口均通過管路同時 連接水栗進口和水罐進口，油罐進口通過管路還連接油栗出口，油罐出口通過管路還連接 油栗進口，水罐進口通過管路還連接水栗出口，水罐出口通過管路還連接水栗進口，所有管 路中均設有閥門，與油栗出口和水栗出口連接的管路中均設有計量裝置，每個沉墊模擬艙 中均設有油水隔膜； 所述油罐和水罐內設有加熱系統;每個沉墊模擬艙中均設有溫度測量裝置，每個沉墊 模擬艙外均敷設保溫層。2. 利用權利要求1所述的實驗模型的發油和收油的方法，其特征是， 發油方法為水推油發油方法或油栗抽油發油方法， 所述水推油發油方法的步驟為:打開連接水罐出口與水栗進口管道的閥門、連接水栗 出口與水罐進口管道的閥門、連接水栗出口與沉墊模擬艙進水口管道的閥門以及連接沉墊 模擬艙出油口與油罐進口管道的閥門，關閉其他閥門，水栗將水罐中的水抽出后，一部分計 量進入沉墊模擬艙，另一部分返回水罐中，進入沉墊模擬艙的水推動隔膜，將沉墊模擬艙中 的油經管路推送至油罐中； 所述油栗抽油發油方法的步驟為：打開連接沉墊模擬艙出油口與油栗進口管道的閥 門、連接油栗進口與沉墊模擬艙進油口管道的閥門、連接油栗出口與油罐進口管道的閥門 以及連接水罐出口與沉墊模擬艙進水口管道的閥門，關閉其他閥門，油栗將沉墊模擬艙中 的油抽出后，一部分計量進入油罐，另一部分返回沉墊模擬艙，水罐中的水進入至沉墊模擬 艙中； 收油方法為油推水收油方法或水栗抽水收油方法，其中， 所述油推水收油方法的步驟為:打開連接油罐出口與油栗進口管道的閥門、連接油栗 出口與油罐進口管道的閥門、連接油栗出口與沉墊模擬艙進油口管道的閥門以及連接沉墊 模擬艙出水口與水罐進口管道的閥門，關閉其他閥門，油栗將油罐中的油抽出后，一部分計 量進入沉墊模擬艙，另一部分返回油罐，進入沉墊模擬艙的油推動隔膜，將沉墊模擬艙中的 水推送至水罐中； 所述水栗抽水收油方法的步驟為：打開連接沉墊模擬艙出水口與水栗進口管道的閥 門、連接水栗出口與沉墊模擬艙出水口管道的閥門、連接水栗出口與水罐進口管道的閥門 以及連接油罐出油口與沉墊模擬艙進油口管道的閥門，關閉其他閥門，水栗將沉墊模擬艙 中的水抽出后，一部分計量進入水罐中，另一部分返回沉墊模擬艙，油罐中的有進入至沉墊 模擬艙中。3. 利用權利要求2所述的發油和收油方法的實驗方法，其特征是，其步驟為:在收發油 過程中，控制改變不同收油或發油的流速或溫度，檢測與油栗出口連接的管路設有計量裝 置的瞬時流量和累計流量、沉墊模擬艙內油液位的變化及隔膜的運動速度。4. 一種權利要求3所述的發油和收油方法的實驗方法在優化頂部平臺的原油產量和穿 梭油輪容量進行收發工藝的管線及設備選型中的應用。5. 利用權利要求1所述的實驗模型對油加熱的方法，其特征是，其步驟為：打開連接沉 墊模擬艙出油口與油栗進口管道的閥門、連接油栗出口與油罐進口管道的閥門，油栗將沉 墊模擬艙中的油栗送至油罐中，然后關閉閥門，油罐中的加熱系統將油加熱后，打開連接油 罐出口與沉墊模擬艙進油口管道的閥門，使加熱后的油進入至沉墊模擬艙中，完成循環加 熱。6. 利用權利要求5實驗模型對油加熱的方法對沉墊模擬艙保溫檢測的實驗方法，其特 征是，其步驟為:加熱后的有進入沉墊模擬艙，待液面穩定后，在沉墊模擬艙的油中設置若 干溫測點，檢測不同位置的溫度隨時間的變化，并繪制曲線，然后根據測量數據計算得到儲 罐散熱量隨時間的變化曲線。7. 如權利要求6所述的利用權利要求5實驗模型對油加熱的方法對沉墊模擬艙保溫檢 測的實驗方法，其特征是，所述若干溫測點的位置為沉墊模擬艙內油上液面處、1/4液位、1/ 2液位、3/4液位、艙底，沿徑向沉墊模擬艙中心位置、1 /4半徑、1 /2半徑、3/4半徑、艙壁位置， 共25處溫測點。8. 如權利要求6所述的利用權利要求5實驗模型對油加熱的方法對沉墊模擬艙保溫檢 測的實驗方法，其特征是，所述若干溫測點位置為沉墊模擬艙內油上液面處、1/2液位、艙 底，沉墊模擬艙壁位置中心位置及沉墊模擬艙壁兩側位置，共9處溫測點。9. 一種利用權利要求6-8任一所述的對沉墊模擬艙保溫檢測的實驗方法優化沉墊儲油 艙加熱保溫系統的應用。10. -種利用權利要求3和6所述的收油方法和發油方法的實驗方法和對沉墊模擬艙保 溫檢測的實驗方法在優化沉墊收、發油及保溫加熱系統的應用。
【文檔編號】G01M99/00GK105823644SQ201610164065
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】李玉星, 王武昌, 胡其會, 劉翠偉, 朱建魯, 韓輝
【申請人】中國石油大學(華東)