CN211666911U - 一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于深海采油技术领域。技术方案是：一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：包括水罐、第一离心泵、油罐、第二离心泵、管壳式换热器、潜油电泵、油水分离器和控制器；所述水罐、第一离心泵、管壳式换热器、潜油电泵和油水分离器通过管道依次连通并形成闭合回路；所述油罐通过管道与油水分离器相连通；所述第二离心泵通过管道连通在油罐与管壳式换热器之间。该实验装置可以模拟运输不同温度、不同粘度、不同水油比例的混合液，以及混合液在管道受到不同海水波动情况下潜油电泵的工作情形，从而分析潜油电泵内油液的运动状况，对泵进行优化；该实验装置还可以实现油和水的分离回收和循环使用，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型属于深海采油技术领域，具体是一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置。
背景技术
石油资源作为当前世界能源的主要供给，是保障国家经济发展和安全的重要战略资源。随着陆地油气资源的日渐枯竭，油气资源的勘探开发正在逐步向海洋深处发展。潜油电泵是一种目前被广泛应用于深海采油的多级离心泵，该泵大多运输水-油两相流，由于在输送过程中受外部环境(如输送介质的温度、粘度，海水波动等)的影响，泵的输送性能会有不小的损失。因此，需要对泵内的油液运动进行研究，以便对泵进行改善和优化。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，该实验装置可以模拟运输不同温度、不同粘度、不同水油比例的混合液，以及混合液在管道受到不同海水波动情况下潜油电泵的工作情形，从而分析潜油电泵内油液的运动状况，以便对泵进行优化；另外，该实验装置还可以实现油和水的分离回收和循环使用，节约成本。
本实用新型提供的技术方案是：
一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：包括水罐、第一离心泵、油罐、第二离心泵、管壳式换热器、潜油电泵、油水分离器和控制器；所述水罐、第一离心泵、管壳式换热器、潜油电泵和油水分离器通过管道依次连通并形成闭合回路；所述油罐通过管道与油水分离器相连通；所述第二离心泵通过管道连通在油罐与管壳式换热器之间；
所述第一离心泵与管壳式换热器之间以及第二离心泵与管壳式换热器之间的管道上分别设置有流量计；所述管壳式换热器的出口设置有温度传感器；所述管壳式换热器与潜油电泵之间的管道上安装有激振器和力传感器；所述潜油电泵的进口和出口分别设置有压力传感器；所述潜油电泵的端盖由透明材料制成；所述潜油电泵的端盖处设置有高速摄像机；所述流量计、温度传感器、激振器、压力传感器、高速摄像机分别通过信号线与控制器电连接。
所述第一离心泵、第二离心泵以及潜油电泵上分别安装有变速驱动器，以调节流量。
所述水罐与第一离心泵之间、水罐与油水离心泵之间、油罐与第二离心泵之间以及油罐与油水离心泵之间的管道上分别安装有用于控制管道通断的控制阀。
所述水罐连通在油水分离器的下部；所述油罐连通在油水分离器的上部。
所述流量计采用科氏流量计。
所述潜油电泵的端盖材料采用亚克力材料。
本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型通过流量计控制水和油的流量，可获得不同比例的油水混合液，以便模拟输送不同比例油液的工作情形；通过管壳式换热器和温度传感器可调节和监控油水混合液的温度，以便模拟不同海水温度的采油条件；通过力传感器可将激振器的振动传递到管道上，以便模拟不同海水波动的工作情形；通过高速摄像机可拍摄潜油电泵内油液的运动状况，从而获得潜油电泵在不同工作情形下的运动状况，以便对泵进行优化。
2)本实用新型中的油水混合液可在油水分离器中进行分离，分离后的油和水可通过控制阀控制回流至油罐和水罐中，实现了油和水的循环使用，节约成本。
3)本实用新型结构简单，易于控制，可模拟不同工作环境下潜油电泵的工作状况，为潜油电泵的优化提供了可靠的数据基础，并且油和水可实现循环使用，大大节约了成本，适合推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的***结构示意图。
附图标记：
1、水罐；2、油罐；3；控制阀；4、第一离心泵；5、第二离心泵；6、变速驱动器；7、流量计；8、管道；9、管壳式换热器；10、温度传感器；11、力传感器；12、激振器；13、压力传感器；14、潜油电泵；15、高速摄像机；16、控制器；17、信号线；18、油水分离器。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
如图所示的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，包括水罐1、第一离心泵4、油罐2、第二离心泵5、管壳式换热器9、潜油电泵14、油水分离器18和控制器16。所述水罐、第一离心泵、管壳式换热器、潜油电泵和油水分离器通过管道8依次连通并形成闭合回路；所述油罐通过管道与油水分离器相连通；所述第二离心泵通过管道连通在油罐与管壳式换热器之间。其中，水罐连通在油水分离器的下部；油罐连通在油水分离器的上部，以保证经油水分离器分离后的油和水分别回流至油罐和水罐中。所述水罐与第一离心泵之间、水罐与油水离心泵之间、油罐与第二离心泵之间以及油罐与油水离心泵之间的管道上分别安装有用于控制管道通断的控制阀3。
所述第一离心泵、第二离心泵以及潜油电泵上分别安装有变速驱动器6，变速驱动器可调节泵的转速，进而改变流量，并能够有效地消除节流损失，提升泵的工作效率。所述第一离心泵与管壳式换热器之间以及第二离心泵与管壳式换热器之间的管道上分别设置有流量计7(优选科氏流量计)，用于监控油和水的流量，并将流量信号传输至控制器，从而模拟不同比例的油水混合液。
所述管壳式换热器可对油水混合液的温度进行调整；所述管壳式换热器的出口设置有温度传感器10，对油水混合液的温度进行监控并将温度信号传输至控制器，从而模拟不同海水温度下的采油条件。另外，由于油的粘度随温度的变化较为敏感，因此，本实验装置还可用来观察不同粘度条件下油的运动情况，从而进行油粘度对泵性能影响的试验。
所述管壳式换热器与潜油电泵之间的管道上安装有激振器12和力传感器11。所述激振器可以设定不同的振动频率，激振器通过力学传感器将力作用在管道上，使管道产生一定频率的振动，同时激振器将激振力信号传输至控制器，从而模拟出海水的波动情况。
所述潜油电泵的进口和出口分别设置有压力传感器13，用于检测潜油电泵进出口的压力变化，并将压力信号传输至控制器。所述潜油电泵的端盖由透明材料(优选亚克力材料)制成；高速摄像机15对应设置在潜油电泵的端盖处，用于拍摄潜油电泵内油水混合液的运动图像，并将图像信号传输至控制器。
所述油水分离器用于分离油水混合液中的油和水，并且在控制阀的控制下，分离后的油和水分别回流至油罐和水罐中。本实施例中的油水分离器采用波纹式油水分离器(可外购获得)，其处理能力在3L/s～600L/s，能快速有效的完成对油和水的分离。
所述流量计、温度传感器、激振器、压力传感器、高速摄像机分别通过信号线17与控制器电连接。
上述部件均可通过外购获得。
本实用新型的使用方式如下：
在油罐和水罐中注入一定量的油和水，同时在油罐中添加黑色染料将油染黑，以增强油、水以及潜油电泵的叶轮之间的对比度。第一离心泵和第二离心泵分别将水和油抽出，并通过变速驱动器调节离心泵的转速，从而调节流量，获得不同比例的油水混合液；流量计对油和水的流量进行监控，并将流量信号传输至控制器。油水混合液沿管道流入管壳式换热器中，管壳式换热器对油水混合液进行温度调整，从而模拟出不同海水温度的采油条件；温度传感器将温度信号传输至控制器。激振器通过力传感器将一定频率的激振力传递给管道，从而模拟海水波动；激振器将激振力信号传输至控制器。高速摄像机将油水混合液在潜油电泵中运动状况进行捕捉和拍摄，并将图像信号传输至控制器。压力传感器对潜油电泵进出口的压力变化进行检测，并将压力信号传输至控制器。控制器对接收到的所有信号进行数据处理，从而对潜油电泵进行优化。最后油水混合液由管道进入油水分离器中进行油、水分离，利用控制阀控制分离后的水和油回收至油罐和水罐中，实现水和油的循环使用，完成实验。实验结束后，关闭所有控制阀来保证油和水不会流出。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：该装置包括水罐(1)、第一离心泵(4)、油罐(2)、第二离心泵(5)、管壳式换热器(9)、潜油电泵(14)、油水分离器(18)和控制器(16)；所述水罐、第一离心泵、管壳式换热器、潜油电泵和油水分离器通过管道(8)依次连通并形成闭合回路；所述油罐通过管道与油水分离器相连通；所述第二离心泵通过管道连通在油罐与管壳式换热器之间；
所述第一离心泵与管壳式换热器之间以及第二离心泵与管壳式换热器之间的管道上分别设置有流量计(7)；所述管壳式换热器的出口设置有温度传感器(10)；所述管壳式换热器与潜油电泵之间的管道上安装有激振器(12)和力传感器(11)；所述潜油电泵的进口和出口分别设置有压力传感器(13)；所述潜油电泵的端盖由透明材料制成；所述潜油电泵的端盖处设置有高速摄像机(15)；所述流量计、温度传感器、激振器、压力传感器、高速摄像机分别通过信号线与控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：所述第一离心泵、第二离心泵以及潜油电泵上分别安装有变速驱动器(6)，以调节流量。
3.根据权利要求2所述的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：所述水罐与第一离心泵之间、水罐与油水离心泵之间、油罐与第二离心泵之间以及油罐与油水离心泵之间的管道上分别安装有用于控制管道通断的控制阀(3)。
4.根据权利要求3所述的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：所述水罐连通在油水分离器的下部；所述油罐连通在油水分离器的上部。
5.根据权利要求4所述的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：所述流量计采用科氏流量计。
6.根据权利要求5所述的对深海采油时潜油电泵油液运输回路分析的实验装置，其特征在于：所述潜油电泵的端盖材料采用亚克力材料。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113223395A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-06 | 中国石油大学(华东) | 一种小型动态电脱水实验教学装置 |
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2019
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