專利名稱：一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
含硫原油中含有一定量的易揮發(fā)可燃?xì)饫缟倭縃2S氣體等，一旦這些可揮發(fā)物 質(zhì)在原油運(yùn)輸過程中揮發(fā)出來進(jìn)入大氣，可能造成人員傷亡、環(huán)境污染，并導(dǎo)致原油質(zhì)量下 降?，F(xiàn)階段，鐵路和公路是原油運(yùn)輸?shù)闹匾绞街?，同時(shí)也是原油發(fā)生揮發(fā)泄漏可能性最 大的運(yùn)輸方式之一，因此對長途運(yùn)輸含硫原油過程中易揮發(fā)可燃?xì)饫鏗2S氣體等揮發(fā)規(guī) 律及其影響因素的研究就格外有現(xiàn)實(shí)意義了。在國內(nèi)近年發(fā)現(xiàn)的一些油田生產(chǎn)的原油大多是含硫原油，有案例表明含硫原油長 途運(yùn)輸過程中H2S氣體揮發(fā)并在罐內(nèi)聚集，發(fā)生泄漏并造成了人員傷亡。由于缺乏試驗(yàn)研究 裝置，至今未進(jìn)行過長途運(yùn)輸過程罐內(nèi)含硫原油中H2S氣體揮發(fā)聚集規(guī)律的相關(guān)研究。國 內(nèi)外僅研究過水、成品油等物質(zhì)的揮發(fā)特征，且大都是采用自然蒸發(fā)的試驗(yàn)方法，無法實(shí)現(xiàn) 對含硫原油在振動(dòng)工況和溫度變化的雙因素影響下的揮發(fā)特征的研究?？梢?，截止目前，尚 無可實(shí)現(xiàn)溫度控制和振動(dòng)工況調(diào)節(jié)的原油中可揮發(fā)物質(zhì)長途運(yùn)輸模擬試驗(yàn)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)溫度控制和振動(dòng)工況調(diào) 節(jié)的原油中可揮發(fā)物質(zhì)長途運(yùn)輸模擬試驗(yàn)。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種原油中可揮發(fā)物質(zhì)的揮發(fā)試驗(yàn)裝置，所述裝置包 括罐體單元，用于盛裝所述原油；動(dòng)力單元，與所述罐體單元相連，用于通過電液推桿提供循環(huán)推拉力驅(qū)動(dòng)所述罐 體單元進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；機(jī)電控制單元，與所述動(dòng)力單元相連，用于控制所述動(dòng)力單元以提供周期性的推 拉力給所述罐體單元；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元，與所述罐體單元相連，用于采集所述罐體單元上的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 并保存；其中，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元包括位于所述罐體單元上的傳感器，所述傳感器用于 監(jiān)測所述罐體單元中所述原油揮發(fā)的可揮發(fā)物質(zhì)以獲取所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述罐體單元可以由罐體、罐體支架、車體、軌道、短 節(jié)、閥門組成；所述車體包括4只車輪，前后各2只，所述車輪靠滾柱軸承連接到車軸上；軸 承座安裝在支架平臺上，支架平臺上方有2個(gè)罐體支撐座，支撐座與罐體外壁弧度一致，支 撐座上安裝有4只弧形壓板箍在原油試驗(yàn)罐體上，從而將罐體與車體連接在一起；所述軌 道根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的振動(dòng)工況，在車輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的區(qū)域刻一定寬度和一定距離的槽。 在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述動(dòng)力單元可以由電液一體化的防爆型電液推桿 實(shí)現(xiàn)，所述電液推桿利用電液推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，泵出液壓油驅(qū)動(dòng)所述電液推桿活動(dòng)端運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述機(jī)電控制單元可以由直流電源、可編程控制器、 直流繼電器和變頻器組成，通過所述可編程控制器以控制直流繼電器，繼而通過變頻器來 控制電液推桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn)所述電液推桿帶動(dòng)罐車在軌道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述罐體單元還可以包括罐體加熱帶，纏繞在罐體 外壁上，通過控制罐體加熱帶溫度來調(diào)節(jié)試驗(yàn)罐體內(nèi)所述原油的溫度。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述可揮發(fā)物質(zhì)可以包括H2S氣體。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述傳感器可以包括如下的一種或者多種溫度傳 感器、超聲波液位傳感器、可燃?xì)鈧鞲衅骱虷2S氣體濃度傳感器。在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元還可以包括數(shù)據(jù)采集器和計(jì) 算機(jī)，所述傳感器監(jiān)測罐體內(nèi)的含硫原油溫度、H2S氣體濃度、含硫原油液位試驗(yàn)參數(shù)，數(shù)據(jù) 采集器將各傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)化為試驗(yàn)數(shù)據(jù)后記錄到計(jì)算機(jī)中，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。上述技術(shù)方案提供了一種原油中可揮發(fā)物質(zhì)的揮發(fā)試驗(yàn)裝置，以實(shí)現(xiàn)溫度控制和 振動(dòng)工況調(diào)節(jié)的原油中可揮發(fā)物質(zhì)長途運(yùn)輸模擬試驗(yàn)。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型罐體單元三維結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置罐體傳感器安裝位置示意圖；圖4為本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置的機(jī)電控制單元示意圖；圖5為本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，為本實(shí)用新型一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包 括罐體單元，用于盛裝所述原油；動(dòng)力單元，與所述罐體單元相連，用于通過電液推桿提 供循環(huán)推拉力驅(qū)動(dòng)所述罐體單元進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；機(jī)電控制單元，與所述動(dòng)力單元相連，用于 控制所述動(dòng)力單元以提供周期性的推拉力給所述罐體單元；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元，與所述罐 體單元相連，用于采集所述罐體單元上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存；其中，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元包 括位于所述罐體單元上的傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測所述罐體單元中所述原油揮發(fā)的可 揮發(fā)物質(zhì)以獲取所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)。下面舉實(shí)例進(jìn)行說明，如用來研究在不同原油溫度和不同罐車振動(dòng)工況下罐車內(nèi)
4含硫原油中易揮發(fā)可燃?xì)馓貏e是H2S氣體的揮發(fā)聚集規(guī)律。本實(shí)用新型的可模擬長途運(yùn)輸 工況的含硫原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置包括罐體單元、動(dòng)力單元、機(jī)電控制單元和試驗(yàn)數(shù)據(jù)采 集單元。(1)罐體單元如圖2所示，為本實(shí)用新型罐體單元三維結(jié)構(gòu)圖，該罐體單元包括罐體進(jìn)油閥門 1、罐體2、罐體加熱帶3、罐體支架4、軌道6、軸組件7、泄油閥門8、溢油閥門9、弧形壓板10。 其中電液推桿5屬于動(dòng)力單元。盛放含硫原油樣品的試驗(yàn)罐體安裝在一個(gè)支架上，支架下 部安裝4個(gè)車輪，車輪放置在水平的軌道上。各傳感器安裝位置如圖3所示(傳感器類型 包括溫度傳感器包括三個(gè)，設(shè)置在罐體的不同位置上，以求平均值；硫化氫氣體濃度傳感 器包括三個(gè)，設(shè)置在罐體的不同位置上，以求平均值；可燃?xì)鈧鞲衅鲀蓚€(gè)，設(shè)置在罐體的不 同位置上，以求平均值；還可以包括超聲波液位傳感器等)。在罐體外壁上纏繞油桶加熱帶 (可以通過將電能轉(zhuǎn)換成熱能來對罐體進(jìn)行加熱)，通過控制油桶加熱帶溫控器來調(diào)節(jié)試 驗(yàn)罐體內(nèi)原油的溫度。軌道上預(yù)先刻制有不同距離的刻槽，當(dāng)罐車運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于重力作用， 罐車會產(chǎn)生垂直方向的振動(dòng)，當(dāng)罐車運(yùn)動(dòng)變向時(shí)，罐內(nèi)原油與罐體內(nèi)壁發(fā)生撞擊。通過以上 技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)含硫原油長途運(yùn)輸工況的模擬。(2)動(dòng)力單元在罐車另一側(cè)安裝1臺電液一體化的防爆型電液推桿，推桿活動(dòng)端與罐車支架相 連。電液推桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，液壓泵通過液壓油驅(qū)動(dòng)液壓缸運(yùn)動(dòng)，使得推桿帶動(dòng)罐車運(yùn) 動(dòng)。(3)機(jī)電控制單元機(jī)電控制單元主要由直流電源、可編程控制器、直流繼電器和變頻器組成，如圖4 所示。將FPwin GR軟件編寫的控制程序?qū)氲娇删幊炭刂破?PLC)中，運(yùn)行程序來控制接 通繼電器1或繼電器2，繼而通過變頻器來改變電液推桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)控制電液推 桿帶動(dòng)罐車在鐵軌上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的功能。(4)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元本實(shí)用新型試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元如圖5所示。溫度檢測儀(內(nèi)置溫度傳感器)、超聲 波液位檢測儀(內(nèi)置超聲波液位傳感器)、可燃?xì)鈾z測儀(內(nèi)置可燃?xì)鈧鞲衅?和H2S濃度 檢測儀(內(nèi)置H2S氣體濃度傳感器)采集到的各試驗(yàn)參數(shù)信號，通過數(shù)據(jù)采集器記錄到計(jì) 算機(jī)中的數(shù)據(jù)采集軟件上。本單元可實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線采集，并自動(dòng)存儲于計(jì)算機(jī)中 的功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是可實(shí)現(xiàn)對含硫原油中易揮發(fā)可燃?xì)?特別是H2S氣體在長途運(yùn)輸工況下的揮發(fā)規(guī)律研究，從而為研究揮發(fā)影響因素提供試驗(yàn)依 據(jù)，其主要特點(diǎn)是(1)可研究在一定溫度下或一定振動(dòng)工況條件下含硫原油中氣體的揮發(fā)規(guī)律。也 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)罐車振動(dòng)工況的調(diào)節(jié)和罐內(nèi)含硫原油溫度的控制，從而為研究復(fù)雜長途運(yùn)輸工 況下罐車內(nèi)含硫原油的揮發(fā)規(guī)律提供技術(shù)手段。(2)具備一定揮發(fā)性的原油或內(nèi)部混有一定可揮發(fā)性氣體的原油均可采用此試驗(yàn) 裝置，用來研究不同溫度不同振動(dòng)工況下罐體內(nèi)可揮發(fā)物質(zhì)的揮發(fā)規(guī)律。(3)數(shù)據(jù)采集軟件采用Visual Basic編寫，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)保存瀏覽和改變試驗(yàn)數(shù)據(jù)采樣頻率等功能。 以上所述的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn) 一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
而已，并不用于 限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括罐體單元，用于盛裝所述原油；動(dòng)力單元，與所述罐體單元相連，用于通過電液推桿提供循環(huán)推拉力驅(qū)動(dòng)所述罐體單元進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；機(jī)電控制單元，與所述動(dòng)力單元相連，用于控制所述動(dòng)力單元以提供周期性的推拉力給所述罐體單元；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元，與所述罐體單元相連，用于采集所述罐體單元上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存；其中，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元包括位于所述罐體單元上的傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測所述罐體單元中所述原油揮發(fā)的可揮發(fā)物質(zhì)以獲取所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述罐體單元由罐體、罐體支架、車體、軌道、短節(jié)、閥門組成；所述車體包括4只車輪， 前后各2只，所述車輪靠滾柱軸承連接到車軸上；軸承座安裝在支架平臺上，支架平臺上方 有2個(gè)罐體支撐座，支撐座與罐體外壁弧度一致，支撐座上安裝有4只弧形壓板箍在原油試 驗(yàn)罐體上，從而將罐體與車體連接在一起；所述軌道根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的振動(dòng)工況，在車輪往復(fù) 運(yùn)動(dòng)經(jīng)過的區(qū)域刻一定寬度和一定距離的槽。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述動(dòng)力單元由電液一體化的防爆型電液推桿實(shí)現(xiàn)，所述電液推桿利用電液推桿電機(jī) 驅(qū)動(dòng)液壓泵，泵出液壓油驅(qū)動(dòng)所述電液推桿活動(dòng)端運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述機(jī)電控制單元由直流電源、可編程控制器、直流繼電器和變頻器組成，通過所述可 編程控制器以控制直流繼電器，繼而通過變頻器來控制電液推桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以實(shí)現(xiàn) 所述電液推桿帶動(dòng)罐車在軌道上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述罐體單元還包括罐體加熱帶，纏繞在罐體外壁上，通過控制罐體加熱帶溫度來調(diào)節(jié)試驗(yàn)罐體內(nèi)所述原 油的溫度。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述裝置，其特征在于，所述可揮發(fā)物質(zhì)包括H2S氣體。
7.如權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述傳感器包括如下的一種或者多種溫度傳感器、超聲波液位傳感器、可燃?xì)鈧鞲衅?和H2S氣體濃度傳感器。
8.如權(quán)利要求7所述裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元還包括數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，所述傳感器監(jiān)測罐體內(nèi)的含硫原 油溫度、H2S氣體濃度、含硫原油液位試驗(yàn)參數(shù)，數(shù)據(jù)采集器將各傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)化為 試驗(yàn)數(shù)據(jù)后記錄到計(jì)算機(jī)中，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
專利摘要本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種原油揮發(fā)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)裝置，所述原油中可揮發(fā)物質(zhì)的揮發(fā)試驗(yàn)裝置包括罐體單元，用于盛裝所述原油；動(dòng)力單元，與所述罐體單元相連，用于通過電液推桿提供循環(huán)推拉力驅(qū)動(dòng)所述罐體單元進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；機(jī)電控制單元，與所述動(dòng)力單元相連，用于控制所述動(dòng)力單元以提供周期性的推拉力給所述罐體單元；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元，與所述罐體單元相連，用于采集所述罐體單元上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存；其中，所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集單元包括位于所述罐體單元上的傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測所述罐體單元中所述原油揮發(fā)的可揮發(fā)物質(zhì)以獲取所述試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)溫度控制和振動(dòng)工況調(diào)節(jié)的原油中可揮發(fā)物質(zhì)長途運(yùn)輸模擬試驗(yàn)。
文檔編號G01N33/28GK201740779SQ201020261170
公開日2011年2月9日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者儲勝利, 廖沖春, 張來斌, 李磊, 樊建春, 溫東, 程萬洲, 胡浩泉, 鄧濤, 邱海峰 申請人:中國石油大學(xué)(北京)