專利名稱：弱剪切石油保溫定量套取移液器的制作方法
技術領域：
本發明是一種弱剪切石油保溫定量套取移液器，特別適用于定量保溫套取不同粘 度的原油，保證原油在套取過程中的溫度并避免剪切，從而保證套取前后原油的性質不變， 保證物性測量的準確性。涉及其它類不包括的測試和管道系統技術領域。
背景技術：
我國的原油多為“高含蠟、高凝點、高粘度”原油，在原油管道的設計、投產、運行和 優化輸送過程中，都需要進行原油表觀粘度、凝點、粘溫曲線、屈服值、觸變性等原油流變性 測試以及管輸工藝過程的模擬，為各類方案的制定提供工藝計算參數。在測試過程中需要 進行多次取樣測試，取樣過程是室內原油流變性測試實驗中的重要環節，是決定油樣流變 性參數測試是否精確的關鍵。因為原油性質與其經歷的熱歷史和剪切歷史有關，如在取樣過程中對原油造成了 剪切，或者溫度發生變化，將會影響原油的流變性。目前，室內原油流變性測試中采用人工 手動取樣的方式，即通過模擬容器底部軟膠管向測試儀器樣品杯中排放測試油樣(或從模 擬容器直接倒入油樣)，這就存在以下問題一是進行原油流變性測試時，測試儀器所需的 樣品量較少，如測試原油表觀粘度需樣品量約為20ml，測試原油凝點所需樣品量僅為5ml， 人工手動取樣方式帶來的計量誤差過大，導致測試數據不精確；二是取樣過程緩慢，油樣易 受外界環境影響，在傾倒測試油樣過程中，油樣脫離了原有的模擬環境，室溫條件的多變因 素，會使得暴露的油樣溫度發生改變，影響測試結果；三是個體差異影響較大，不同人取樣 測試導致不同的測量誤差，致使實驗結果出現異常時，無法判斷何種因素造成這類影響。對于原油管道輸送而言，由于我國和國外一些地區的原油具有“高含蠟、高凝點、 高粘度”的特殊性，在常溫下，尤其是冬季氣溫較低時或者輸量較小時，加熱原油易降溫，流 動性變差。因此在原油管道設計、運行和優化輸送時都需要著重考慮原油的流變特性及變 化規律，從而進行恰當的輸送工藝設計，確保安全和節能輸送。另外，原油管道輸送工藝過程模擬與測試過程中需要進行多次取樣，要想實現原 油管道輸送工藝過程模擬與自動化測試，就必須實現取樣過程的自動化。目前任何一款成型的取樣器都不能夠同時解決保溫、精確定量、弱剪切、快速取樣 這四個原油取樣過程中的問題，更無法滿足管輸工藝過程模擬與自動化測試系統總體控制 的需求。
發明內容
本發明的目的是發明一種用于室內油品流變性測試的，實現不受人為因素影響、 精確定量、弱剪切、快速取樣、溫度控制精確、節省人力、數據便于存儲的石油保溫定量套取 移液器。同時，本發明為與原油管道輸送工藝過程模擬與自動化測試系統配套的套取移液
ο鑒此，本發明為了從根本上解決目前原油管道輸送工藝室內測評中存在的問題，實現原油管輸工藝過程模擬與自動化測試的方案設計和優化、過程模擬與自動化測試過程 自動化控制、過程模擬與自動化測試參數自動測試、過程模擬與自動化測試信息的自動存 取等功能，綜合應用機電一體化、自動化控制等現代工業技術手段，給出一種可用在對新建 和在役原油管線進行輸送工藝過程模擬與自動化測試系統的定量套取器。本發明的結構如圖1-圖5所示；它由控制線路板槽1、外套筒上部外殼2、連接定 位塊外套筒下部3、限位套4、取樣器下部套筒5、套筒端頭6、中心活塞下端7、機器人連接臂 8、機器人連接塊9、活塞電機10、活塞電機軸11、外套筒電機支架12、活塞上端定位塊13、中 心活塞桿14、活塞下端15、外套筒16、外套筒連接條17、活塞套管18、中心活塞電機19、外 套筒電機20、活塞電機支架21、套筒電機軸22、中心活塞軸23、中心活塞穿入孔M組成。成長桿狀的定量套取器中部有機器人連接臂8和機器人連接塊9，在中部往上依 次有連接定位塊外套筒下部3、外套筒上部外殼2、控制線路板槽1 ；在中部往下依次有限位 套4、取樣器下部套筒5、套筒端頭6、中心活塞下端7 (見圖9)；在外套筒上部外殼2里，最 上部是控制線路板槽，往下依次交錯有活塞電機10、外套筒電機20、中心活塞電機19 ；外套 筒電機20的輸出軸與階式管狀活塞桿連結，階式管狀活塞桿下端為活塞套管18置于連接 定位塊外套筒下部3里并與之配合；置于外套筒電機20下方的中心活塞電機19的中心活 塞桿14穿入外套筒電機20管狀活塞桿里，并一直到管狀活塞桿外連接餅狀中心活塞下端 7,活塞下端15與外套筒16內周成活塞匹配；連接定位塊外套筒下部3與限位套4連接，限 位套4的中心有與活塞下端15相匹配的孔；偏心安裝的活塞電機10的活塞電機軸11穿過 外套筒電機支架12，與活塞上端定位塊13的螺孔配合，而活塞上端定位塊13與外套筒上部 外殼2緊配合。其中外套筒上部外殼2是頂端伸出弧形段的一圓筒，底端開有一段外螺紋，同時在弧 形段和底端外螺紋外表面開有單向循環水道，水道表面的直徑略小于頂端伸出的弧形段的 直徑，水道的出入口位于頂端弧形段的底部，同時在水道的頂端與伸出弧形段的交界面上 開有端向密封槽，水道的底端與螺紋間開有徑向密封槽，在外套筒上部外殼2端頭頂端開 有與活塞電機10連接孔；與外套筒電機20輸出軸連接的管狀活塞套管18形狀為上板下管狀，活塞套管18 上板有中心活塞穿入孔M和活塞上端定位塊13，活塞套管18下端有兩道活塞形的活塞下 端15 ；定量套取器通過內部設置的進、出水螺旋槽及外接管路與水浴相連，通過控制水 浴的溫度進而控制油樣溫度；通過機器人連接臂8與6自由度機器人相連，實現油樣從模擬 容器到測試儀器樣杯的轉移；通過活塞電機10、外套筒上部外殼2、中心活塞桿14、活塞下 端15、外套筒16、外套筒連接條17、活塞套管18、中心活塞電機19、外套筒電機20配合實現 油樣的精確定量弱剪切套取。本定量套取器通過保溫和弱剪切，提高了實驗的準確性，推動原油管道輸送工藝 室內評價的技術進步；本發明運行可靠性高，控制精度高，在實際室內原油流變性測試時， 測試人員只需將總電源打開，發出測試開始的指令，控制程序將自動控制本套取器嚴格按 照程序中設定的參數完成取樣過程，克服了人工手動取樣方式帶來的計量誤差過大，測試 數據不精確的弊端，進而可以為原油管道優化輸送提供更好的技術方案。
為了改變長期以來原油管道輸送工藝室內過程模擬與自動化測試由人工進行過 程控制、人工取樣、人工記錄的落后局面，構成一種統一、不受人為因素影響、溫度控制精 確、節省人力、數據便于存儲的原油管道輸送工藝室內過程模擬與自動化測試系統，本發明 提供了一種原油管道輸送工藝過程模擬與自動化測試系統配套的定量套取器。該定量套取 器溫度控制精確、節省人力、數據便于存儲。
圖1弱剪切石油保溫定量套取移液器外觀2弱剪切石油保溫定量套取移液器上部結構3弱剪切石油保溫定量套取移液器上部側視4弱剪切石油保溫定量套取移液器全剖5弱剪切石油保溫定量套取移液器活塞結構圖其中1--控制線路板槽2--外套筒上部外殼3-連接定位塊外套筒下部4-限位套5-取樣器下部套筒6-套筒端頭7-中心活塞下端8-機器人連接臂9-機器人連接塊10--活塞電機11--活塞電機軸12--外套筒電機支架13--活塞上端定位塊14--中心活塞桿15--活塞下端16--外套筒17--外套筒連接條18--活塞套管19--中心活塞電機20--外套筒電機21--活塞電機支架22--套筒電機軸23--中心活塞軸24--中心活塞穿入孔
具體實施例方式實施例.以下將以一實施例具體說明本發明，其構成如圖1和圖5所示。它由控 制線路板槽1、外套筒上部外殼2、連接定位塊外套筒下部3、限位套4、取樣器下部套筒5、套 筒端頭6、中心活塞下端7、機器人連接臂8、機器人連接塊9、活塞電機10、活塞電機軸11、 外套筒電機支架12、活塞上端定位塊13、中心活塞桿14、活塞下端15、外套筒16、外套筒連 接條17、活塞套管18、中心活塞電機19、外套筒電機20、活塞電機支架21、套筒電機軸22、 中心活塞軸23、中心活塞穿入孔M組成。成長桿狀的定量套取器中部有機器人連接臂8和機器人連接塊9，在中部往上依 次有連接定位塊外套筒下部3、外套筒上部外殼2、控制線路板槽外套筒上部外殼1 ；在中部 往下依次有限位套4、取樣器下部套筒5、套筒端頭6、中心活塞下端7 ；在外套筒上部外殼 2里，最上部是控制線路板槽，往下依次交錯有活塞電機10、外套筒電機20、中心活塞電機 19 ；活塞電機20的輸出軸與階式管狀活塞桿連結，階式管狀活塞桿下端為活塞套管18置 于連接定位塊外套筒下部3里并與之配合；置于活塞電機20下方的中心活塞電機19的中 心活塞桿14穿入外套筒電機20管狀活塞桿里，并一直到管狀活塞桿外連接餅狀中心活塞下端7，活塞下端15與外套筒16內周成活塞匹配；連接定位塊外套筒下部3與限位套4連 接，限位套4的中心有與活塞下端15相匹配的孔；偏心安裝的活塞電機10的外套筒電機軸 11穿過外套筒電機支架12，與活塞上端定位塊13的螺孔配合，而活塞上端定位塊13與外 套筒上部外殼2緊配合。其中外套筒上部外殼2是頂端伸出弧形段的一圓筒，底端開有一段外螺紋，同時在弧 形段和底端外螺紋外表面開有單向循環水道，水道表面的直徑略小于頂端伸出的弧形段的 直徑，水道的出入口位于頂端弧形段的底部，同時在水道的頂端與伸出弧形段的交界面上 開有端向密封槽，水道的底端與螺紋間開有徑向密封槽，在外套筒上部外殼2端頭頂端開 有與活塞電機10連接孔；與外套筒電機20輸出軸連接的活塞套管18形狀為上板下管狀，活塞套管18上 板有中心活塞穿入孔M和活塞上端定位塊13，活塞套管18下端有兩道活塞形的活塞下端 15。定量套取器通過內部設置的進、出水螺旋槽及外接管路與水浴相連，通過控制水 浴的溫度進而控制油樣溫度；通過機器人連接臂8與6自由度機器人相連，實現油樣從模擬 容器到測試儀器樣杯的轉移；通過活塞電機10、外套筒上部外殼2、中心活塞桿14、活塞下 端15、外套筒16、外套筒連接條17、活塞套管18、中心活塞電機19、外套筒電機20配合實現 油樣的精確定量弱剪切套取。定量套取器主要尺寸為總長450mm，外套筒下部45外徑35mm，外套筒上部外殼 43 外徑 74mm，長 212mm。在整個過程模擬與自動化測試測試過程中，工控下位機通過組態監控軟件對過程 模擬與自動化測試進程、設備參數進行實時監控，對于可以預見的并行測試請求引起的設 備沖突，根據預設的沖突解決策略進行自動解決，如臨時出現設備故障則發出報警信號，根 據預設故障解決策略將設備暫停，并同時通過OPC協議通知工控上位機，等待測試人員的 解決。本例經多次試驗，克服了人工取樣過程中的不足，自動完成過程模擬與自動化測 試過程中的取樣，且溫度控制精確、節省人力、數據便于存儲，達到了精確定量和弱剪切的 效果。
權利要求
1.一種弱剪切石油保溫定量套取移液器，其特征是它由控制線路板槽外套筒上部外殼 (1)、外套筒上部外殼(2)、連接定位塊外套筒下部(3)、限位套(4)、取樣器下部套筒(5)、 套筒端頭(6)、中心活塞下端(7)、機器人連接臂(8)、機器人連接塊(9)、活塞電機(10)、 活塞電機軸(11)、外套筒電機支架(12)、活塞上端定位塊(13)、中心活塞桿(14)、活塞下 端(I5)、外套筒(16)、外套筒連接條(17)、活塞套管(18)、中心活塞電機(19)、外套筒電機 (20)、活塞電機支架(21)、套筒電機軸(22)、中心活塞軸(23)、中心活塞穿入孔(24)組成； 成長桿狀的套取移液器的中部有機器人連接臂(8)和機器人連接塊(9)，在中部往上依次 有連接定位塊外套筒下部(3)、外套筒上部外殼O)、控制線路板槽外套筒上部外殼(1)；在 中部往下依次有限位套G)、取樣器下部套筒(5)、套筒端頭⑴)、中心活塞下端(7)；在外 套筒上部外殼( 里，最上部是控制線路板槽，往下依次交錯有活塞電機(10)、外套筒電機 (20)、中心活塞電機(19)；外套筒電機00)的輸出軸與階式管狀活塞桿連結，階式管狀活 塞桿下端為活塞套管(18)置于連接定位塊外套筒下部C3)里并與之配合；置于外套筒電機 (20)下方的中心活塞電機(19)的中心活塞桿(14)穿入外套筒電機00)管狀活塞桿里，并 一直到管狀活塞桿外連接餅狀中心活塞下端(7)，活塞下端(1 與外套筒(16)內周成活塞 匹配；連接定位塊外套筒下部C3)與限位套(4)連接，限位套(4)的中心有與活塞下端(15) 相匹配的孔；偏心安裝的活塞電機(10)的活塞電機軸(11)穿過外套筒電機支架(12)，與 活塞上端定位塊(1 的螺孔配合，而活塞上端定位塊(1 與外套筒上部外殼( 緊配合。
2.根據權利要求1所述的一種弱剪切石油保溫定量套取移液器，其特征是所述外套筒 上部外殼( 是頂端伸出弧形段的一圓筒，底端開有一段外螺紋，同時在弧形段和底端外 螺紋外表面開有單向循環水道，水道表面的直徑略小于頂端伸出的弧形段的直徑，水道的 出入口位于頂端弧形段的底部，同時在水道的頂端與伸出弧形段的交界面上開有端向密封 槽，水道的底端與螺紋間開有徑向密封槽，在外套筒上部外殼( 端頭頂端開有與活塞電 機(10)連接孔。
3.根據權利要求1所述的一種弱剪切石油保溫定量套取移液器，其特征是所述與外 套筒電機00)輸出軸連接的活塞套管(18)形狀為上板下管狀，活塞套管(18)上板有中 心活塞穿入孔04)和活塞上端定位塊(13)，活塞套管(18)下端有兩道活塞形的活塞下端 (15)。
全文摘要
本發明是一種弱剪切石油保溫定量套取移液器。它中部有機器人連接臂(8)和機器人連接塊(9)；與外套筒電機(20)輸出軸連結的活塞桿下端的活塞套管(18)置于連接定位塊外套筒下部(3)里并與之配合；中心活塞桿(14)穿出外套筒電機(20)活塞桿外連接中心活塞下端(7)，活塞下端(15)與外套筒(16)內周成活塞匹配；連接定位塊外套筒下部(3)與限位套(4)連接，限位套(4)中心有與活塞下端(15)相匹配的孔；偏心安裝的活塞電機(10)的外套筒電機軸(11)穿過外套筒電機支架(12)與活塞上端定位塊(13)的螺孔配合，活塞上端定位塊(13)與外套筒上部外殼(2)緊配合。
文檔編號G01N1/10GK102086969SQ20091025243
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者張立新, 李海龍, 梁靜華, 祁惠爽, 苗青, 許東來, 趙竹 申請人:中國石油天然氣股份有限公司