【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于稠油管道輸送，涉及一種能夠在稠油潤滑減阻過程中控制潤滑層厚度且可保證液環穩定通過彎管的裝置。
技術介紹
1、隨著常規石油資源日益枯竭，非常規重質原油將是21世紀全球油氣開發的戰略性接替資源。然而，稠油的高密度、高黏度及低流動性給開采和輸送帶來極大困難和挑戰，通常需要采用特定的方式以降低流動阻力。稠油集輸的常規方法以加熱、摻稀及改質等為主，但普遍存在處理量及能耗大、運行費用高等局限性。目前，稠油液環輸送被認為是最經濟、節能、高效的稠油流動減阻有效手段之一，可高效提升輸送效率。
2、液環輸送主要將潤滑液注入液環發生以形成潤滑層隔絕稠油與管壁的接觸。但液環厚度對稠油的減阻效果影響極大，不同稠油類型、流速、管徑或溫度下的最佳液環厚度均不同，現有液環發生尚無法有效調節。因此，如何調節液環的厚度，是首要考慮的問題。
3、同時，由于環境及地質等因素，埋地稠油管道無法完全保持直管，當稠油-液環流經彎管時，壁面會使得流動方向強制改變，液環難以穩定，輸送效率大幅降低。保證液環流經彎管時的穩定性，也是實現管輸稠油潤滑減阻的關鍵。
4、因此，本專利技術設計出一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，可用于實驗研究或現場應用。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，調節稠油管輸潤滑液環厚度的同時，還可保證液環穩定通過彎管。
2、為實現上述功能，本專利技術的技術方法如下：
3、一種適用
4、減徑管內部安裝一可變徑油液分輸環，由箍帶、環形鈦鋼片、螺栓和螺母組成，箍帶呈細長的無棱角長方體狀，細長面有一長條空隙，環形鈦鋼片從中間穿過，長條空隙下方穿透三個螺紋孔，分別插入三個螺栓，左右兩螺栓將環形鈦鋼片卡緊，中間的螺栓可將整體固定在減徑管上，三個螺栓頂部均安裝有螺母，防止螺栓掉落。環形鈦鋼片兩側有多個卡槽，用于與螺栓的螺紋嚙合；環形鈦鋼片一側與減徑管側面圓孔b同心，直徑始終大于圓孔b，但始終小于減徑管的最小直徑。
5、多層導流環與彎管彎曲角度一致，固定在彎管中心。多層導流環由不同直徑的小彎環組成，所有彎環形狀一致，均有同一個軸心，中心稠油-液環流經彎管時，多層導流環能將稠油和液環分離，導流過彎管后，匯聚時又能重新形成中心稠油-液環的流動狀態。同時，當液環厚度改變時，多層圓環的結構設計仍然能夠保證液環和稠油流經彎管時充分分離。
6、環形鈦鋼片為鈦鋼的復合材料，具有良好的柔韌性。其余所有裝置均采用不銹鋼為材料。
7、利用所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，可在控制稠油管輸減阻潤滑層厚度的同時，還能保證潤滑層穩定地通過彎管。為確定不同稠油類型及流速下管輸減阻液環的最佳厚度，先將潤滑液從圓孔a注入，潤滑液流經減徑管與環形鈦鋼片之間的間隙后再流入直管，減徑管可加速液體流動，并提供一定的離心力，確保液環的形狀穩定。待差壓變送器測出潤滑液的壓降穩定后，稠油從圓孔b流入環形鈦鋼片內，進一步流入直管內，待整體壓降穩定后，同時擰動箍帶上的三個螺栓，左右兩側螺栓的螺紋與卡槽嚙合，可以緊縮或擴大環形鈦鋼片，中間的螺栓用于控制環形鈦鋼片的位置，使其側面始終與減徑管的圓孔b同心，三個螺栓均延伸至減徑管外，與減徑管螺旋密封連接。當環形鈦鋼片緊縮時，潤滑液的流動間隙增大，液環變厚，當環形鈦鋼片擴大時，液環變薄，由此實現液環厚度可控。當環形鈦鋼片調節到某一尺寸時，差壓變送器的壓降最小，此時即為稠油管輸潤滑減阻液環的最佳厚度。中心稠油-液環流經彎管時，稠油流入多層導流板中心或靠近中心的環面間隙，潤滑液則流入多層導流板靠外側的環面間隙，由此實現稠油和潤滑液的分離。當流出多層導流板后，稠油和潤滑液依然分別在管道中心和管壁側，中心稠油-液環的流動狀態仍然可保證，從而有效避免流入彎管后潤滑液失效。
8、本專利技術采用以上技術方案，具有以下優點：
9、1、當開展稠油管輸潤滑減阻時，不同稠油類型、油液流速及管徑等所需的潤滑液厚度均不同，本專利技術能夠調節液環厚度，保證不同條件均能夠調節到最佳厚度。
10、2、減徑管的管徑呈連續性縮減，當潤滑液流經時，可以使液體流速增加，從而提高液環的形成效率。同時，減徑管能夠為液體提供一定的離心力，從而使液環更加穩定。
11、3、當中心稠油-液環流經彎管時，液環極易被破壞，從而使潤滑減阻失效，本專利技術能夠保證液環在流經彎管后的穩定性，從而極大提高輸送效率，有望應用于實驗或現場。
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1.一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，可實現稠油管輸潤滑減阻的潤滑液環厚度調節，同時可確保中心稠油-液環穩定流經彎管，其特征在于：該配套裝置由直管、彎管、減徑管、環形鈦鋼片、箍帶、螺栓、螺母、多層導流環、差壓變送器、數據實時采集系統組成；彎管(1)、直管(2)和減徑管(3)共同連接構成配套裝置；直管段安裝有差壓變送器(14)，差壓變送器連接數據實時采集系統(15)，可時刻記錄管內壓降變化；減徑管上、側兩邊各有一圓孔，側面圓孔B(7)連接輸油管、上部圓孔A(6)連接輸潤滑液管；減徑管內部安裝一可變徑油液分輸環，可變徑油液分輸環由箍帶(5)、環形鈦鋼片(4)、箍帶中間螺栓(9)、兩側螺栓(8)和螺母(16)組成，箍帶呈細長的無棱角長方體狀，細長面有一長條空隙(13)，環形鈦鋼片(4)從長條空隙穿過，長條空隙下方穿透三個螺紋孔，分別插入三個螺栓，兩側螺栓(8)將環形鈦鋼片卡緊，中間螺栓(9)可將整體固定在減徑管上，三個螺栓頂部均安裝有螺母(16)，防止螺栓掉落，且三個螺栓均延伸至減徑管外，與減徑管螺旋密封連接；環形鈦鋼片兩側有多個卡槽(12)，用于與螺栓的螺紋嚙合；環形鈦鋼
2.采用如權利要求1所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，其特征在于：為確定不同稠油類型及流速下管輸減阻液環的最佳厚度，先將潤滑液從圓孔A(6)注入，潤滑液流經減徑管(3)與環形鈦鋼片(4)之間的間隙后再流入直管；待差壓變送器(14)測得潤滑液流動的壓降穩定后，稠油從圓孔B(7)流入環形鈦鋼片內，進一步流入直管(2)內，待整體壓降穩定后，同時擰動箍帶上的三個螺栓，左右兩側螺栓(8)的螺紋與卡槽(12)嚙合，可以緊縮或擴大環形鈦鋼片(4)，中間的螺栓(9)用于確保環形鈦鋼片在減徑管(3)中心，使其側面始終與減徑管的圓孔B(7)同心；當環形鈦鋼片緊縮時，潤滑液的流動間隙增大，液環變厚，當環形鈦鋼片擴大時，液環變薄；由差壓變送器(14)所測得的最低壓降來確定最佳潤滑厚度；中心稠油-液環流經彎管時，稠油流入多層導流板中心或靠近中心的環面間隙(10)，潤滑液則流入多層導流板靠外側的環面間隙，由此實現稠油和潤滑液的分離；當流出多層導流板后，稠油和潤滑液依然分別在管道中心和管壁側，中心稠油-液環的流動狀態仍然可保證。
3.采用如權利要求1所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，其特征在于：減徑管(3)的管內徑呈連續性縮減，可使潤滑液流速增加，促進液環的形成；且管徑連續性縮減可為潤滑液提供一定的離心力，使得液環更加穩定。
4.采用如權利要求1所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，其特征在于：不同稠油類型、油液流速及管徑等所需的潤滑液厚度均不同，通過擰動兩側螺栓(8)，可縮小或擴大環形鈦鋼片(4)，減小或增大液環由減徑管(3)流至直管(2)的間隙，從而控制液環厚度，再通過差壓變送器(14)測定出最小壓降下的厚度，確保不同條件下均能夠達到最佳潤滑效果。
5.采用如權利要求1所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，其特征在于：中心稠油-液環流經彎管時，多層導流環能將稠油和液環分離，流出彎管匯聚時又能重新形成中心稠油-液環的流動狀態，且當液環厚度改變時，稠油占據的環面空隙(10)增多或減少，但多層環面空隙的結構設計仍然能夠保證液環和稠油流經彎管時有效分離，保持中心稠油-液環的流動狀態。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，可實現稠油管輸潤滑減阻的潤滑液環厚度調節，同時可確保中心稠油-液環穩定流經彎管，其特征在于：該配套裝置由直管、彎管、減徑管、環形鈦鋼片、箍帶、螺栓、螺母、多層導流環、差壓變送器、數據實時采集系統組成；彎管(1)、直管(2)和減徑管(3)共同連接構成配套裝置；直管段安裝有差壓變送器(14)，差壓變送器連接數據實時采集系統(15)，可時刻記錄管內壓降變化；減徑管上、側兩邊各有一圓孔，側面圓孔b(7)連接輸油管、上部圓孔a(6)連接輸潤滑液管；減徑管內部安裝一可變徑油液分輸環，可變徑油液分輸環由箍帶(5)、環形鈦鋼片(4)、箍帶中間螺栓(9)、兩側螺栓(8)和螺母(16)組成，箍帶呈細長的無棱角長方體狀，細長面有一長條空隙(13)，環形鈦鋼片(4)從長條空隙穿過，長條空隙下方穿透三個螺紋孔，分別插入三個螺栓，兩側螺栓(8)將環形鈦鋼片卡緊，中間螺栓(9)可將整體固定在減徑管上，三個螺栓頂部均安裝有螺母(16)，防止螺栓掉落，且三個螺栓均延伸至減徑管外，與減徑管螺旋密封連接；環形鈦鋼片兩側有多個卡槽(12)，用于與螺栓的螺紋嚙合；環形鈦鋼片一側與減徑管側面圓孔b(7)同心，且直徑始終大于圓孔b，但始終小于減徑管的最小直徑；多層導流環(17)與彎管彎曲角度一致，固定在彎管中心；多層導流環由不同直徑的小彎環組成，所有彎環形狀一致，均有同一個軸心，形成環面間隙(10)，固定在彎管中心；環形鈦鋼片為鈦鋼的復合材料，具有良好的柔韌性，其余所有裝置均采用不銹鋼為材料。
2.采用如權利要求1所述的一種適用于彎管且厚度可控的稠油減阻液環發生器，其特征在于：為確定不同稠油類型及流速下管輸減阻液環的最佳厚度，先將潤滑液從圓孔a(6)注入，潤滑液流經減徑管(3)與環形鈦鋼片(4)之間的間隙后再流入直管；待差壓變送器(14)測得潤滑液流動的壓降穩定后...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫杰，王自強，敬加強，李德馳，史高均，馮永振，楊子馨，曾星杰，溫祎，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：
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