RU2677073C1 - Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties - Google Patents

Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties Download PDF

Info

Publication number
RU2677073C1
RU2677073C1 RU2017137019A RU2017137019A RU2677073C1 RU 2677073 C1 RU2677073 C1 RU 2677073C1 RU 2017137019 A RU2017137019 A RU 2017137019A RU 2017137019 A RU2017137019 A RU 2017137019A RU 2677073 C1 RU2677073 C1 RU 2677073C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
measuring section
rheological properties
piping
heat exchanger
Prior art date
Application number
RU2017137019A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Расим Фавасимович Мингазетдинов
Вадим Владимирович Бортник
Рустэм Рильевич Исламов
Антон Владимирович Авдей
Максим Валерьевич Суховей
Рустам Зайтунович Сунагатуллин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Акционерное общество "Транснефть-Север" (АО "Транснефть-Север")
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта" (ООО "НИИ Транснефть")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть"), Акционерное общество "Транснефть-Север" (АО "Транснефть-Север"), Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта" (ООО "НИИ Транснефть") filed Critical Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority to RU2017137019A priority Critical patent/RU2677073C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2677073C1 publication Critical patent/RU2677073C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/02Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
    • G01N11/04Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
    • G01N11/08Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture by measuring pressure required to produce a known flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: monitoring and measurement equipment.SUBSTANCE: invention relates to stands for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties and tests of additives to them. Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties, containing a supply tank for hydrocarbon liquids, equipped with a heat exchanger and a circulation thermostat, a closed loop piping, an additive input unit, a screw pump, pressure, temperature sensors and a flow meter, moreover, it contains a personal computer and a measuring section, which is a tube equipped with a heat exchanger and at least two pressure and temperature sensors.EFFECT: ability to simulate the process of deposition of paraffins, the ability to determine the magnitude of the initial shear stresses and conduct tests of the effectiveness of the use of additives, as well as improving the reliability and safety of research.8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидродинамики жидкостей, в частности к устройствам для изучения снижения гидродинамического сопротивления полимерными присадками, либо поверхностно-активными веществами, и может быть использовано для создания гидродинамических стендов для изучения углеводородных жидкостей и испытания присадок к ним, снижающих гидродинамическое сопротивление.The invention relates to the field of hydrodynamics of liquids, in particular to devices for studying the reduction of hydrodynamic resistance by polymer additives or surfactants, and can be used to create hydrodynamic stands for studying hydrocarbon liquids and testing additives to them that reduce hydrodynamic resistance.

Для оценки эффективности методов воздействия на нефть (депрессорные присадки, нагрев, разбавление и т.д.) применяются реологические методы исследований с использованием ротационных вискозиметров. Реологические приборы ротационного типа, рабочим узлом которых служат коаксиальные цилиндры и вращающиеся диски, будучи компактными и удобными в обращении, не позволяют в полной мере прогнозировать поведение реологически сложных нефтей в условиях реального трубопровода, так как используют ротационное движение для моделирования процесса транспортировки нефтей, а не поступательное как в трубопроводе.To assess the effectiveness of oil exposure methods (depressant additives, heating, dilution, etc.), rheological research methods using rotational viscometers are used. The rheological devices of a rotational type, whose working unit are coaxial cylinders and rotating disks, being compact and easy to handle, do not fully predict the behavior of rheologically complex oils in a real pipeline, since they use rotational motion to simulate the process of oil transportation, rather than progressive as in a pipeline.

Кроме того, перенос результатов определения сдвиговых напряжений, полученных с применением ротационного движения, на магистральный трубопровод осуществляется по косвенным признакам моделирования процесса поступательного движения в трубопроводе.In addition, the transfer of the results of determining shear stresses obtained using rotational motion to the main pipeline is carried out by indirect signs of modeling the process of translational motion in the pipeline.

Наиболее близкое техническое решение к заявленному изобретению раскрыто в патентном документе RU 151950 U1 «Гидродинамический стенд для испытания противотурбулентных присадок для нефти и нефтепродуктов» (МПК G01N 11/08, 2015) в котором раскрыт гидродинамический стенд для испытания противотурбулентных присадок для нефти и нефтепродуктов, характеризующийся тем, что он содержит расходную емкость для углеводородной жидкости, которая снабжена входным и выходным шаровыми кранами, термостат, соединенный с расходной емкостью, замкнутый контур движения углеводородной жидкости, узел ввода противотурбулентной присадки, винтовой насос, измерительный узел и расходомер, при этом измерительный узел включает в себя, по меньшей мере, один дифференциальный датчик давления, датчик температуры и таймер для измерения времени прохождения углеводородной жидкости по замкнутому контуру. Полезная модель относится к области гидродинамики жидкостей, в частности, к устройствам для изучения снижения гидродинамического сопротивления полимерными присадками, либо поверхностно-активными веществами (далее - ПАВ).The closest technical solution to the claimed invention is disclosed in patent document RU 151950 U1 "Hydrodynamic stand for testing anti-turbulent additives for oil and oil products" (IPC G01N 11/08, 2015) which discloses a hydrodynamic stand for testing anti-turbulent additives for oil and oil products, characterized the fact that it contains a supply tank for hydrocarbon liquid, which is equipped with inlet and outlet ball valves, a thermostat connected to the supply tank, a closed loop hydrocarbon liquid additive protivoturbulentnyh input unit, a screw pump, a measuring unit and a flow meter, wherein the measuring unit includes at least one differential pressure sensor, a temperature sensor and a timer for measuring the time of passage of the hydrocarbon liquid in a closed circuit. The utility model relates to the field of fluid hydrodynamics, in particular, to devices for studying the reduction of hydrodynamic resistance by polymer additives, or by surfactants (hereinafter referred to as surfactants).

Недостатками наиболее близкого технического решения можно отнести следующее:The disadvantages of the closest technical solutions include the following:

- отсутствие возможности моделировать процесс отложения (кристаллизации) парафинов при прохождении углеводородной жидкости по замкнутому контуру трубной обвязки;- the lack of the ability to simulate the process of deposition (crystallization) of paraffins during the passage of hydrocarbon fluids along the closed loop of the piping;

- отсутствие возможности моделировать начальные сдвиговые напряжения «страгивания» углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами в остановленном трубопроводе;- lack of ability to simulate the initial shear stresses of "stragging" of hydrocarbon liquids with complex rheological properties in a stopped pipeline;

- отсутствие возможности фиксировать, записывать и обрабатывать данные, полученные с датчиков при помощи персонального компьютера.- lack of ability to record, record and process data received from sensors using a personal computer.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является устранение недостатков, упомянутых выше, и состоит в создании модернизированного стенда с расширенными функциональными возможностями для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами.The technical problem to which the claimed invention is directed is the elimination of the disadvantages mentioned above, and consists in creating a modernized stand with advanced functionality for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties.

Предлагаемое техническое решение позволяет разрабатывать и совершенствовать существующие методы и способы транспортировки тяжелых и битуминозных нефтей и других углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами по трубопроводам.The proposed technical solution allows you to develop and improve existing methods and methods for transporting heavy and bituminous oils and other hydrocarbon liquids with complex rheological properties through pipelines.

Конструктивное исполнение заявленного стенда для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами позволяет осуществлять следующие операции:The design of the claimed stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties allows the following operations:

- моделировать процесс отложения парафинов;- simulate the process of deposition of paraffins;

- определять величины начальных сдвиговых напряжений;- determine the magnitude of the initial shear stresses;

- проводить испытания эффективности применения присадок (депрессорных, противотурбулентных и ПАВ).- to test the effectiveness of the use of additives (depressant, anti-turbulent and surfactants).

Кроме того, обеспечивается повышение надежности и безопасности проведения исследовательских работ, за счет оснащения расходного бака дыхательным клапаном, а также выполнения трубной обвязки, измерительной секции, запорной арматуры, расходного бака и узла ввода присадок из коррозионностойкой стали, рассчитанной на рабочее давление не менее 4,0 МПа, причем внешние поверхности теплообменника, замкнутого контура трубной обвязки, измерительной секции, шаровых кранов, а также датчиков давления, температуры и расходомера покрыты негорючей теплоизоляцией.In addition, it provides increased reliability and safety of research work by equipping the consumable tank with a breathing valve, as well as piping, measuring section, shut-off valves, consumable tank and the additive input unit made of stainless steel, designed for a working pressure of at least 4, 0 MPa, and the external surfaces of the heat exchanger, the closed loop of the piping, measuring section, ball valves, as well as pressure, temperature and flow sensors are covered with non-combustible flat insulation.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого изобретения, является повышение точности определения минимального давления, при котором происходит «страгивание» углеводородной жидкости в измерительной секции и сопоставление со значениями давлений, вычисленных на основе испытаний реологических свойств углеводородной жидкости, повышение точности прогнозирования условий отложения (кристаллизации) парафинов в измерительной секции в сопоставлении со значениями давлений, вычисленных на основе испытаний реологических свойств углеводородной жидкости, а также повышение безопасности проведения исследований.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the accuracy of determining the minimum pressure at which the "stripping" of the hydrocarbon liquid in the measuring section occurs and comparison with the pressure values calculated on the basis of tests of the rheological properties of the hydrocarbon liquid, increasing the accuracy of predicting the conditions of deposition (crystallization) paraffins in the measuring section in comparison with the pressure values calculated on the basis of rheological tests properties of hydrocarbon fluid, as well as improving the safety of research.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что стенд для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами содержащий расходный бак для углеводородной жидкости, оборудованный теплообменником и циркуляционным термостатом, замкнутый контур трубной обвязки, узел ввода присадок, винтовой насос, датчики давления, температуры и расходомер, также содержит персональный компьютер и измерительную секцию, представляющую собой трубку, оснащенную теплообменником и по меньшей мере двумя датчиками давления и температуры.The specified technical problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties containing a flow tank for hydrocarbon liquid, equipped with a heat exchanger and a circulating thermostat, a closed piping loop, an additive injection unit, a screw pump, pressure, temperature sensors and the flow meter also contains a personal computer and a measuring section, which is a tube equipped with a heat exchanger and at least e two pressure and temperature sensors.

Развитием и уточнением предлагаемого изобретения являются следующие признаки:The development and refinement of the invention are the following features:

- расходный бак выполнен с конусообразным дном и оснащен дыхательным клапаном и датчиком температуры;- the supply tank is made with a conical bottom and is equipped with a breathing valve and a temperature sensor;

- замкнутый контур трубной обвязки представляет собой трубку диаметром не менее 25 мм и длиной не менее 13 м;- the closed loop of the piping is a tube with a diameter of at least 25 mm and a length of at least 13 m;

- внутренний диаметр трубки измерительной секции составляет не менее 10 мм, при этом длина трубки составляет не менее 20 м;- the inner diameter of the tube of the measuring section is at least 10 mm, while the length of the tube is at least 20 m;

- узел ввода присадок содержит линию промывки емкости ввода присадок и шаровые краны;- the additive input unit comprises a line for flushing the additive input tank and ball valves;

- углеводородная жидкость со сложными реологическими свойствами представляет собой нефть или нефтепродукты с вязкостью не боле 100 сСт и плотностью не более 950 кг/м3;- a hydrocarbon liquid with complex rheological properties is oil or oil products with a viscosity of not more than 100 cSt and a density of not more than 950 kg / m 3 ;

- трубная обвязка, расходный бак, узел ввода присадок и измерительная секция выполнены из коррозионностойкой стали и рассчитаны на рабочее давление не более 4,0 МПа;- piping, supply tank, additive input unit and measuring section are made of stainless steel and are designed for a working pressure of not more than 4.0 MPa;

- внешние поверхности трубной обвязки, расходного бака, теплообменника, шаровых кранов, а также датчиков давления, температуры и расходомера покрыты негорючей теплоизоляцией.- the outer surfaces of the piping, flow tank, heat exchanger, ball valves, as well as pressure, temperature and flow sensors are coated with non-combustible thermal insulation.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых представлено:The claimed invention is illustrated by drawings, which show:

фиг. 1 - принципиальная схема стенда для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами;FIG. 1 is a schematic diagram of a bench for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties;

фиг. 2 - внешний вид измерительной секции.FIG. 2 - appearance of the measuring section.

Позициями на чертежах фиг. 1 и фиг. 2 обозначены:With reference to the drawings of FIG. 1 and FIG. 2 are indicated:

1 - расходный бак;1 - consumable tank;

2 - теплообменник;2 - heat exchanger;

3 - дыхательный клапан;3 - breathing valve;

4 - датчик температуры;4 - temperature sensor;

5 - циркуляционный термостат;5 - circulation thermostat;

6 - винтовой насос;6 - screw pump;

7 - всасывающий участок;7 - suction section;

8 - напорный участок;8 - pressure section;

9 - узел ввода присадок;9 - node input additives;

10 - емкость ввода присадок;10 - capacity input additives;

11 - линия промывки емкости ввода присадок;11 - washing line of the container for the input of additives;

12 - датчик давления;12 - pressure sensor;

13 - датчик измерения частоты вращения (тахометр);13 - speed measurement sensor (tachometer);

14 - расходомер;14 - flow meter;

15 - измерительная секция;15 - measuring section;

16 - теплообменник измерительной секции;16 - heat exchanger measuring section;

17 - шаровой кран;17 - ball valve;

18 - шаровой кран измерительной секции;18 - ball valve measuring section;

19 - шаровой кран напорного участка;19 - ball valve pressure section;

20 - персональный компьютер20 - personal computer

Стенд для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами, схема которого показана на фиг. 1, содержит расходный бак с конусообразным дном 1 для загрузки исследуемой углеводородной жидкости, оснащенный теплообменником 2, дыхательным клапаном 3 и датчиком температуры 4. Теплообменник 2 соединен с циркуляционным термостатом 5, предназначенным для поддержания заданной температуры в расходном баке 1 и в замкнутом контуре трубной обвязки по которому движется исследуемая углеводородная жидкость со сложными реологическими свойствами. Трубная обвязка замкнутого контура разделяется на всасывающий участок 7 и напорный участок 8 с винтовым насосом 6, при помощи которого задают необходимую скорость движения углеводородной жидкости. Параметры работы винтового насоса 6 контролируются при помощи показаний датчиков давления 12, датчика измерения частоты вращения (тахометра) 13, и расходомера 14. На всасывающем участке 7 смонтирован узел ввода присадок 9, который состоит из линии ввода, содержащей емкость для ввода присадок 10, и линии промывки емкости ввода присадки 11, причем каждая линия узла ввода присадок 9 оборудована шаровым краном 17. К напорному участку 8 замкнутого контура трубной обвязки через шаровой кран 18 подключена измерительная секция 15, представляющая собой трубку диаметром 10 мм и длиной 20 м, оснащенную теплообменником 16, и с установленными на обоих концах трубки по одному датчику давления 12 и температуры 4 для регистрации параметров экспериментов.A test bench for hydrocarbon fluids with complex rheological properties, a diagram of which is shown in FIG. 1, contains a consumable tank with a cone-shaped bottom 1 for loading the test hydrocarbon fluid, equipped with a heat exchanger 2, a breathing valve 3, and a temperature sensor 4. The heat exchanger 2 is connected to a circulation thermostat 5 designed to maintain the set temperature in the flow tank 1 and in a closed loop of the piping along which the studied hydrocarbon fluid moves with complex rheological properties. The piping of the closed loop is divided into a suction section 7 and a pressure section 8 with a screw pump 6, with which the necessary speed of movement of the hydrocarbon liquid is set. The operation parameters of the screw pump 6 are controlled by the readings of pressure sensors 12, a speed measuring sensor (tachometer) 13, and a flow meter 14. An additive input unit 9 is mounted on the suction section 7, which consists of an input line containing an additive input container 10, and washing lines of the container for introducing the additive 11, each line of the node for introducing the additives 9 is equipped with a ball valve 17. A measuring section 15, which is a pipe, is connected to the pressure section 8 of the closed loop of the piping through a ball valve 18 It has a diameter of 10 mm and a length of 20 m, equipped with a heat exchanger 16, and installed on both ends of the tube one pressure sensor 12 and a temperature of 4 experiments for registration parameters.

Измерительная секция 15 предназначена для проведения исследований процессов отложения (кристаллизации) парафинов и моделирования начальных сдвиговых напряжения «страгивания» углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами в остановленном трубопроводе. Для охлаждения и поддержания заданной температуры испытуемой углеводородной жидкости в измерительной секции 15 имеется теплообменник 16, подключенный к циркуляционному термостату 5 (на чертеже фиг. 1 подключение условно не показано). Сигналы, измеряемые датчиками давления 12, температуры 4, датчика измерения частоты вращения 13 и расходомера 14, выводятся на экран персонального компьютера 20 автоматизированного рабочего места (далее - АРМ) оператора стенда и записываются не реже чем один раз в одну секунду.The measuring section 15 is designed to conduct research on the processes of deposition (crystallization) of paraffins and to simulate the initial shear stresses of “straining” hydrocarbon liquids with complex rheological properties in a stopped pipeline. To cool and maintain the desired temperature of the test hydrocarbon fluid in the measuring section 15 there is a heat exchanger 16 connected to a circulation thermostat 5 (in the drawing of Fig. 1, the connection is not conventionally shown). The signals measured by pressure sensors 12, temperature 4, a speed measuring sensor 13, and a flow meter 14 are displayed on a personal computer 20 of the automated workstation (hereinafter - AWP) of the stand operator and are recorded at least once every second.

Заявленное изобретение работает следующим образом.The claimed invention works as follows.

Расходный бак 1 заполняют исследуемой углеводородной жидкостью со сложными реологическими свойствами и при помощи циркуляционного термостата 5 задают необходимую температуру в зависимости от целей исследования. Циркуляционный термостат 5 позволяет задавать температуры исследуемой углеводородной жидкости в диапазоне от минус 5°С до плюс 60°С. Затем включают персональный компьютер 20 и через АРМ оператора стенда запускают винтовой насос 6, который обеспечивает циркуляцию исследуемой углеводородной жидкости в замкнутом контуре трубной обвязки и измерительной секции 15 стенда. Посредством датчиков давления 12, датчиков температуры 4 и расходомера 14 следят за изменением параметров протекающей исследуемой углеводородной жидкости по замкнутому контуру трубной обвязки и измерительной секции 15.The supply tank 1 is filled with the studied hydrocarbon liquid with complex rheological properties and using the circulating thermostat 5 set the required temperature depending on the objectives of the study. The circulation thermostat 5 allows you to set the temperature of the studied hydrocarbon fluid in the range from minus 5 ° C to plus 60 ° C. Then they turn on the personal computer 20 and, through the automated workstation of the stand operator, start the screw pump 6, which circulates the test hydrocarbon fluid in the closed loop of the piping and the measuring section 15 of the stand. By means of pressure sensors 12, temperature sensors 4 and a flow meter 14, changes in the parameters of the flowing hydrocarbon fluid under investigation are monitored along the closed loop of the piping and the measuring section 15.

Для исследования процессов отложения (кристаллизации) парафинов измерительную секцию 15 подключают последовательно к замкнутому контуру трубной обвязки, открывая шаровые краны 18 на входе и выходе измерительной секции 15, закрывая шаровой кран 19 напорного участка 8. После установления в контуре трубной обвязки и измерительной секции заданной температуры, давления и расхода в АРМ оператора стенда фиксируют параметры режима перекачки. Далее теплообменником 16 и циркуляционным термостатом 5 начинают охлаждать исследуемую углеводородную жидкость в измерительной секции 15, создавая температурный градиент. Ввиду создаваемой разницы температур углеводородной жидкости и стенкой теплообменника 16 на внутренней стенке трубки измерительной секции 15 начинается процесс осаждения парафиновых отложений. Осаждение парафина на внутренней стенке трубки измерительной линии 15 приводит к уменьшению внутреннего диаметра трубки, что в свою очередь увеличивает сопротивление замкнутого контура трубной обвязки и измерительной секции 15. По величине перепада давления и изменению расхода при различных значениях градиентов температур и времени проведения экспериментов можно судить об интенсивности выпадения парафина.To study the processes of deposition (crystallization) of paraffins, the measuring section 15 is connected in series to the closed loop of the piping, opening the ball valves 18 at the inlet and outlet of the measuring section 15, closing the ball valve 19 of the pressure section 8. After the piping and the measuring section are set to the set temperature , pressure and flow rate in the automated workstation of the stand operator record the parameters of the pumping mode. Next, the heat exchanger 16 and the circulation thermostat 5 begin to cool the test hydrocarbon fluid in the measuring section 15, creating a temperature gradient. Due to the temperature difference between the hydrocarbon liquid and the wall of the heat exchanger 16 on the inner wall of the tube of the measuring section 15, the process of deposition of paraffin deposits begins. The deposition of paraffin on the inner wall of the tube of the measuring line 15 leads to a decrease in the inner diameter of the tube, which in turn increases the resistance of the closed loop of the piping and the measuring section 15. The pressure drop and the flow rate at different values of the temperature gradients and the time of the experiments can be judged the intensity of paraffin deposition.

Для моделирования начальных сдвиговых напряжений «страгивания» углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами в остановленном трубопроводе измерительную секцию 15 подключают последовательно к замкнутому контуру трубной обвязки открывая шаровые краны 18 измерительной секции. Для проведения эксперимента после заполнения измерительной секции 15 исследуемой углеводородной жидкостью закрывают шаровой кран 18 на выходе измерительной секции 15, тем самым останавливают поток в измерительной секции 15 и далее теплообменником 16 и циркуляционным термостатом 5 начинают охлаждать исследуемую углеводородную жидкость в измерительной секции до температуры застывания. Застывание углеводородной жидкости в измерительной секции контролируется по показаниям датчика давления 12 на выходе измерительной секции. После застывания углеводородной жидкости открывают шаровой кран 18 на выходе измерительной секции 15 и постепенно закрывают шаровой кран 19 напорного участка, тем самым увеличивая давление на входе в измерительную секцию 15. Шаровой кран 19 напорного участка закрывают до момента поступления исследуемой углеводородной жидкости на выходе измерительной секции 15. В процессе испытания показания датчиков давления и температуры, установленные по краям измерительной секции, фиксируются в АРМ оператора стенда. По величине перепада давления на входе и выходе измерительной секции 15 можно судить о требуемых начальных сдвиговых напряжениях, необходимых для «страгивания» углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами в остановленном трубопроводе.To simulate the initial shear stresses of "stragging" of hydrocarbon liquids with complex rheological properties in a stopped pipeline, the measuring section 15 is connected in series to the closed loop of the piping, opening the ball valves 18 of the measuring section. To carry out the experiment, after filling the measuring section 15 with the studied hydrocarbon liquid, close the ball valve 18 at the outlet of the measuring section 15, thereby stopping the flow in the measuring section 15 and then the heat exchanger 16 and the circulation thermostat 5 begin to cool the studied hydrocarbon liquid in the measuring section to the pour point. The solidification of the hydrocarbon fluid in the measuring section is controlled by the readings of the pressure sensor 12 at the output of the measuring section. After the hydrocarbon fluid has solidified, open the ball valve 18 at the outlet of the measuring section 15 and gradually close the ball valve 19 of the pressure section, thereby increasing the pressure at the inlet to the measuring section 15. The ball valve 19 of the pressure section is closed until the test hydrocarbon liquid arrives at the output of the measuring section 15 During the test, the readings of the pressure and temperature sensors installed at the edges of the measuring section are recorded in the operator’s workstation. By the magnitude of the pressure drop at the inlet and outlet of the measuring section 15, one can judge the required initial shear stresses necessary for “straining” hydrocarbon fluids with complex rheological properties in a stopped pipeline.

Через узел ввода присадок 9 в поток углеводородной жидкости вводят добавки изменяющие свойства исследуемой жидкости и повторяют эксперименты по исследованию процессов отложения парафинов и моделирования начальных сдвиговых напряжений. По разнице между результатами экспериментов, полученных с присадками и с необработанной исследуемой углеводородной жидкостью, делают вывод об эффективности работы присадок по улучшению требуемых качеств исследуемых углеводородных жидкостей.Through the additive injection unit 9, additives changing the properties of the test liquid are introduced into the hydrocarbon fluid stream and experiments are repeated to study the processes of paraffin deposition and to simulate the initial shear stresses. According to the difference between the results of experiments obtained with additives and with an untreated studied hydrocarbon liquid, it is concluded that the additives work to improve the required qualities of the studied hydrocarbon liquids.

По окончании проведения исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами производят отключение термостата 5 и персонального компьютера 20, далее осуществляют слив исследуемой углеводородной жидкости из расходного бака 1 через дренажный шаровой кран 17, установленный между расходным баком 1 и всасывающим участком 7.At the end of the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties, the thermostat 5 and the personal computer 20 are turned off, then the studied hydrocarbon liquid is drained from the supply tank 1 through the drain ball valve 17 installed between the supply tank 1 and the suction section 7.

Технический результат предлагаемой конструкции стенда для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами достигается за счет:The technical result of the proposed design of the stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties is achieved by:

- использования измерительной секции для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами;- the use of a measuring section for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties;

- использования термостата, позволяющего задавать температуру исследуемой углеводородной жидкости в широком диапазоне и проводить оценку скорости выпадения парафина при пониженной температуре;- the use of a thermostat that allows you to set the temperature of the studied hydrocarbon fluid in a wide range and to evaluate the rate of deposition of paraffin at low temperature;

- использования персонального компьютера для регистрации и обработки показаний датчиков давления, температуры и расхода, а также показаний тахометра;- the use of a personal computer for recording and processing the readings of pressure, temperature and flow sensors, as well as tachometer readings;

- конструкции расходного бака, выполненного с конусообразным дном и оснащенного дыхательным клапаном;- design of a consumable tank made with a conical bottom and equipped with a breathing valve;

- использования узла ввода присадок с линией промывки для исключения осаждения частиц присадок на стенках узла ввода;- use of the additive input unit with a washing line to prevent the deposition of additive particles on the walls of the input unit;

- применения коррозионностойкой стали, из которой изготовлены трубная обвязка, расходный бак, узел ввода присадок и измерительная секция;- the use of corrosion-resistant steel, from which the piping, consumable tank, additive input unit and measuring section are made;

- применения негорючей теплоизоляции в качестве покрытия внешних поверхностей трубной обвязки, расходного бака, теплообменника, шаровых кранов, а также датчиков давления, температуры и расходомера.- the use of non-combustible thermal insulation as a coating for the outer surfaces of the piping, flow tank, heat exchanger, ball valves, as well as pressure, temperature and flow sensors.

Claims (8)

1. Стенд для исследования углеводородных жидкостей со сложными реологическими свойствами, содержащий расходный бак для углеводородной жидкости, оборудованный теплообменником и циркуляционным термостатом, замкнутый контур трубной обвязки, узел ввода присадок, винтовой насос, датчики давления, температуры и расходомер, отличающийся тем, что содержит персональный компьютер и измерительную секцию, представляющую собой трубку, оснащенную теплообменником и по меньшей мере двумя датчиками давления и температуры.1. A stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties, comprising a hydrocarbon liquid supply tank equipped with a heat exchanger and a circulation thermostat, a closed piping loop, an additive input unit, a screw pump, pressure, temperature, and flow sensors, characterized in that it contains a personal a computer and a measuring section, which is a tube equipped with a heat exchanger and at least two pressure and temperature sensors. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что расходный бак выполнен с конусообразным дном и оснащен дыхательным клапаном и датчиком температуры.2. The stand according to claim 1, characterized in that the supply tank is made with a conical bottom and is equipped with a breathing valve and a temperature sensor. 3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что замкнутый контур трубной обвязки представляет собой трубку диаметром не менее 25 мм и длиной не менее 13 м.3. The stand according to claim 1, characterized in that the closed loop of the piping is a tube with a diameter of at least 25 mm and a length of at least 13 m. 4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диаметр трубки измерительной секции составляет не менее 10 мм, при этом длина трубки составляет не менее 20 м.4. The stand according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the tube of the measuring section is at least 10 mm, while the length of the tube is at least 20 m. 5. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что узел ввода присадок содержит линию промывки емкости ввода присадок и шаровые краны.5. The stand according to claim 1, characterized in that the additive input unit comprises a washing line for the additive input tank and ball valves. 6. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что углеводородная жидкость со сложными реологическими свойствами представляет собой нефть или нефтепродукты с вязкостью не более 100 сСт и плотностью не более 950 кг/м3.6. The stand according to claim 1, characterized in that the hydrocarbon liquid with complex rheological properties is oil or oil products with a viscosity of not more than 100 cSt and a density of not more than 950 kg / m 3 . 7. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что трубная обвязка, расходный бак, узел ввода присадок и измерительная секция выполнены из коррозионностойкой стали и рассчитаны на рабочее давление не более 4,0 Мпа.7. The stand according to claim 1, characterized in that the piping, supply tank, additive input unit and measuring section are made of stainless steel and are designed for a working pressure of not more than 4.0 MPa. 8. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что внешние поверхности трубной обвязки, расходного бака, теплообменника, шаровых кранов, а также датчиков давления, температуры и расходомера покрыты негорючей теплоизоляцией.8. The stand according to claim 1, characterized in that the outer surfaces of the piping, flow tank, heat exchanger, ball valves, as well as pressure, temperature and flow sensors are coated with non-combustible thermal insulation.
RU2017137019A 2017-10-20 2017-10-20 Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties RU2677073C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137019A RU2677073C1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137019A RU2677073C1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677073C1 true RU2677073C1 (en) 2019-01-15

Family

ID=65025137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017137019A RU2677073C1 (en) 2017-10-20 2017-10-20 Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677073C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711108A (en) * 2019-02-21 2019-05-03 江苏丰尚智能科技有限公司 A kind of twin-screw Bulking Machine rheological model emulation mode based on CFD
RU2801782C1 (en) * 2023-04-13 2023-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Stand for studying the process of formation of asphalt-resin and paraffin deposits

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA10115A (en) * 1994-08-05 1996-09-30 Костянтин Костянтинович Триліський Method for continuous evaluation of standard viscous characteristics of liquid media and device for its implementation
WO1996032629A1 (en) * 1995-04-13 1996-10-17 Institut Francais Du Petrole Apparatus for dynamically measuring the changing properties of a fluid
RU2522718C2 (en) * 2012-11-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") Inertial viscosity gage
RU151950U1 (en) * 2015-01-21 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") HYDRODYNAMIC STAND FOR TESTING ANTI-TURBULENT ADDITIVES FOR OIL AND OIL PRODUCTS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA10115A (en) * 1994-08-05 1996-09-30 Костянтин Костянтинович Триліський Method for continuous evaluation of standard viscous characteristics of liquid media and device for its implementation
WO1996032629A1 (en) * 1995-04-13 1996-10-17 Institut Francais Du Petrole Apparatus for dynamically measuring the changing properties of a fluid
RU2522718C2 (en) * 2012-11-06 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-научно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") Inertial viscosity gage
RU151950U1 (en) * 2015-01-21 2015-04-20 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") HYDRODYNAMIC STAND FOR TESTING ANTI-TURBULENT ADDITIVES FOR OIL AND OIL PRODUCTS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711108A (en) * 2019-02-21 2019-05-03 江苏丰尚智能科技有限公司 A kind of twin-screw Bulking Machine rheological model emulation mode based on CFD
RU2801782C1 (en) * 2023-04-13 2023-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Stand for studying the process of formation of asphalt-resin and paraffin deposits

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110208500B (en) Crude oil pipeline wax sediment pipe cleaning simulation experiment method
CN203178161U (en) Fracturing fluid pipeline friction measuring device
CN102121896B (en) Experimental device for jet etching simulation and electrochemical test of high-temperature high-pressure loop
Wang et al. Prediction for wax deposition in oil pipelines validated by field pigging
RU151950U1 (en) HYDRODYNAMIC STAND FOR TESTING ANTI-TURBULENT ADDITIVES FOR OIL AND OIL PRODUCTS
Xu et al. Investigations of phase inversion and frictional pressure gradients in upward and downward oil–water flow in vertical pipes
Wang et al. Effect of operating conditions on wax deposition in a laboratory flow loop characterized with DSC technique
CN210534149U (en) Crude oil pipeline wax deposit pigging simulation experiment device
CN107748273B (en) Pipeline pressure wave velocity testing device and method based on pipe flow test loop
RU2629884C1 (en) Unit for efficiency estimation of hydraulic resistance decreasing agents
CN106018156B (en) Dynamic simulation evaluation device and evaluation method for chemical paraffin remover
RU2678712C1 (en) Stand for study of liquid flow in pipeline
WO2017177476A1 (en) Evaluation system for determining technological parameters for dissolving of oil-displacing polymer in pipe
RU2677073C1 (en) Stand for the study of hydrocarbon liquids with complex rheological properties
Junyi et al. Review of the Factors that Influence the Condition of Wax Deposition in Subsea Pipelines
Oliveira et al. A model to calculate the pressure loss of Newtonian and non-Newtonian fluids flow in coiled tubing operations
Bizhani et al. An experimental study of turbulent non-Newtonian Fluid flow in concentric Annuli using particle image velocimetry technique
CN204630998U (en) A kind of fracturing fluid property evaluation system
Yan et al. Research on rheological and flow behavior of lubricating grease in extremely cold weather
CN103743541B (en) The assay device of assessment bionic non-smooth surface drag-reduction effect and method
RU2650727C1 (en) Stand for research of transportation processes of black and bituminous oil
CN106680145B (en) Liquid pipeline friction resistance measuring device and method using same
Li et al. Experimental investigation of wax deposition at different deposit locations through a detachable flow loop apparatus
RU2659747C1 (en) Stand for research of agents for reducing hydraulic resistance during transportation of oil or oil products through a pipeline
Boghi et al. An inertial two-phase model of wax transport in a pipeline during pigging operations