原油密度攪拌測溫裝置的設計研究

溫新偉

摘 要：目前，在原油的勘探開發、質量管理和貿易中，密度是一項基本而又十分重要的指標。密度的大小和原油貿易結算、輕油收率、煉油裝置運行平穩等密切相關。因此規范、準確地測定原油的密度在原油動態、靜態計量中占有舉足輕重的地位。基于此，本文主要對原油密度攪拌測溫裝置的設計進行了簡要的分析，希望可以為相關工作人員提供一定的參考。

關鍵詞：原油密度;攪拌測溫裝置;裝置設計

引言

本文研究的目的是為了解決現有的測定原油密度所用裝置在使用過程中存在較多問題而提供的一種原油密度攪拌測溫裝置。

1原油密度計量

在溫度測量和取樣后，在測量溫度下對容器中的原油進行測試，以獲得原油的表觀密度。然后根據測量的溫度和表觀密度，查詢相應的“石油計量表”，得到標準密度。測量溫度時，先將溢流箱放入罐內，15分鐘后取出，通過觀察口讀取溫度值。溫度基本上接近油的溫度。在取樣過程中，如果罐內液位低于3米，則在液位的1/2處取樣。罐內液位高于5m時，應在液位以下1/2、1/6、5/6處取樣，然后按相同比例混合。測量溫度時，當油高小于3m時，測量油高的中間溫度;當油高在3m至4.5m之間時，測量油高的上1/6和下5/6，并將油的平均溫度計算為油品的溫度。如果油的高度超過4.5米，應測量上、中、下部分的溫度，計算出的平均值為油的溫度。

2原油密度測溫存在的問題

2.1密度，含水率測量出現的誤差

原油密度測量采用標準儀器測量法，誤差來源于讀數、測量和儀器。水的含量用蒸餾法測定。誤差來自于讀數、測量和儀器。

2.2流量計誤差

因為目前我國使用的流量計結構的原因，在測量過程中可能發生原油泄漏，直接影響測量結果。在測量過程中，因為上游原油受壓，壓力越大，流量計室會發生可恢復變形。壓力越高，體積增加越大，會導致轉子與殼體之間的間隙增大，從而增加泄漏。

2.3流量計對原油質量參數的標定產生的誤差

因為流量計容易泄漏，直接影響到粘度的標定。因為管道中原油含蠟量大，標準管道體積減小，導致測量誤差。

2.4充溢盒溫度計裝置測溫的缺陷

原油溫度測量是集裝箱測量過程中的一項重要工作。在塔河油田，根據塔河輸油計量協議的要求，立式金屬儲罐高液位溫度測量需要進行5點測試。用溢流箱溫度計測量溫度時，每一點的溫度平衡時間大于15分鐘，一次測量溫度需要75分鐘以上，效率不高。同時，計量人員的耐久性和疲勞程度也會影響原油溫度測量的準確性。

3原油密度攪拌測溫裝置的設計

3.1原油密度攪拌測溫裝置元件及組成

原油密度攪拌測溫裝置的結構示意圖：

3.2本裝置的使用方法

本裝置安裝好后，將轉盤5上的片狀攪拌條2和溫度計3小心下放到密度計量筒中試樣的適當位置，并通過支撐架1將該裝置固定在恒溫浴上臺面上。通過手搖柄6驅使傳動系統4帶動下部的轉盤5旋轉，轉盤5上的片狀攪拌條2便會隨之豎直旋轉，實現攪拌功能，結合油樣的粘稠程度，調整手搖柄搖動速度以免油樣產生氣泡，攪拌15～20分鐘后，從轉盤5中間的固定軸承8的溫度計3上隨時讀取溫度值。當溫度變化在±0.1℃時，要將溫度計和攪拌棒取出，再放入合適的密度計。按照GB/T1884-2000中第10章的要求記錄密度計讀數后，立即小心地取出密度計，同時再次將片狀攪拌條2和溫度計3插入試樣中，重復本裝置的操作1分鐘后，記錄此時溫度值接近到0.1℃，如果這個溫度與開始時試樣溫度相差大于0.5℃，應重新重復上述操作讀取密度計和溫度計讀數，直到溫度變化穩定在±0.5℃以內。做完實驗后，從裝置上卸下片狀攪拌條2和溫度計3，并用溶劑油清洗干凈，晾干備用。

3.3本裝置的應用效果

筆者對工作中經常接觸到的原油進行了裝置改造前后的對比試驗，包括三種不同濃度的質控樣，試驗結果如表1所示，其中每個測量結果都是各自多組測試結果的算術平均值。注：本次試驗由同一操作者在同一實驗室內分別用改造前和改造后的裝置對同一質控樣進行測試。由表1可知，對于日常實驗中經常涉及到的這三種密度范圍的原油，在裝置改造前后用密度計法分別進行密度測試，結果表明，裝置改造后的密度測試結果精準度都滿足DB/T1884-2000規定的重復性要求。

4改進策略研究

4.1便攜式電子測溫計的使用，縮短測量時間，提高測溫精度

便攜式電子溫度計的設計原理是在探頭中安裝一個數字傳感器來測量溫度。在溫度測量過程中，沒有轉換誤差。探頭浸入原油中，測量精度高。水銀溫度計能避免在離開原油界面時出現水垢不清或誤差等現象。溫度測量數據可直接顯示在顯示屏上，具有快速、方便、直觀的優點。便攜式電子溫度計取代了溢流箱溫度計裝置。用便攜式電子溫度計測量容器內原油溫度時，容器內原油溫度在30秒內變化且不超過0.1℃溫度計與周圍的液體達到平衡。測量點的深度和溫度顯示在手持液晶顯示屏上，原油的溫度可以在5分鐘內測量。縮短了原油溫度測量時間，降低了測量人員的勞動強度。

4.2全站儀的運用，使得原油交接計量容器更加精密

全站儀的應用，可以有效地減少原油儲罐交接的誤差，保證原油交接的公平公正。全站儀作為集光、電于一體的先進測量儀器，具有垂直角、水平角、水平距離、斜距、高程差測量等功能。儀器安裝一次，可以有效地完成全站儀的測量工作。塔河油田計量交接用原油容器按規定由全站儀進行標定，以減少交接原油罐本身的誤差，客觀上保證原油交接的公平公正。全站儀是一種集光、機、電功能于一體的測繪儀器系統，包括水平角、垂直角、距離（傾斜距離、水平距離）和高程差測量。本站所有測量工作可一次性安裝儀器完成。對于容量大于700m3的立式金屬罐，驗證后總容量的擴展不確定度為0.1%（k=2），比以前的標定方法更準確。

結束語

（1）原油密度攪拌測溫裝置的設計簡單，具有較大的創新性，它彌補了現有石油和液體石油產品密度測定儀（密度計法）的不足。它針對密度計量筒細長型的特點，采用了兩個片狀攪拌條在不碰量筒壁的前提下，充分攪拌試樣，根據試樣粘稠程度手動控制攪拌速度，以免試樣中產生氣泡而帶來的系統誤差，并能同時讀取試樣溫度。該裝置低碳、環保、節能，大大縮短了試驗時間，提高了實驗數據的精準度。（2）該裝置中的攪拌和測溫功能可以獨立使用，性價比高，應用前景廣泛。它不僅適用于原油密度測量實驗，還適用于油水井的防砂實驗等一切需要攪拌功能的實驗。

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