粘度計(jì)在石油儲(chǔ)運(yùn)中的應(yīng)用方案

石油的儲(chǔ)存和運(yùn)輸簡(jiǎn)稱石油儲(chǔ)運(yùn)。主要指合格的原油及其它衍生產(chǎn)品，從油田的油庫、轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭或外輸首

站，通過長(zhǎng)距離原油輸送管線、油罐列車或油輪等輸送到煉油廠、石油化工廠等用戶的過程。

原油流變性是儲(chǔ)存和管道運(yùn)輸工藝設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。原油儲(chǔ)存及輸送過程中，由于粘度過高，通常需要降

粘，改變其流變學(xué)特性，以方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸，同時(shí)也能控制輸油的能耗。目前，國(guó)內(nèi)外一般采用加入分散

劑或降粘劑來降低稠油在開采和輸送過程中的流動(dòng)阻力，提高輸送效率。

Brookfield 的粘度計(jì)和流變儀，為油品儲(chǔ)存和管道運(yùn)輸過程中的粘度和流變性問題提供了全面系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)

室應(yīng)用研究以及在線粘度實(shí)時(shí)監(jiān)控的解決方案。

 

管道輸油特點(diǎn)

l 運(yùn)輸量大；能耗小、運(yùn)費(fèi)低

便于管理，易實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化，勞動(dòng)生產(chǎn)率高；管線大部埋于地下，受地形地物限制小，能縮短運(yùn)輸

l 距離；安全密閉，基本上不受惡劣氣候的影響，能長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

l 運(yùn)輸方式不靈活，鋼材耗量大，輔助設(shè)備多，適于定點(diǎn)、量大的單向輸送。

原油的粘度和流變性

概念及特性

石油的粘度：液體質(zhì)點(diǎn)間流動(dòng)的摩擦力，以 mPa.s 表示。粘度大小決定著石油在地下、管道中的流動(dòng)性能。

一般與原油的化學(xué)組成、溫度和壓力的變化有密切關(guān)系。

通常原油中含烷烴多、顏色淺、溫度高、氣容量大時(shí)，粘度變小。而壓力增大粘度也隨之變大。地下原油

粘度一般比地面的原油粘度小。

原油是一種多組分烴類的復(fù)雜混合物。高溫下，蠟晶被溶解，瀝青質(zhì)高度分散，原油可視為假均勻流體，

表現(xiàn)出牛頓流體特性。隨著溫度降低，蠟晶析出并長(zhǎng)大，原油成為一種以液態(tài)烴為連續(xù)相、蠟顆粒和瀝青

質(zhì)為分散相的細(xì)分散懸浮液，顯示出非牛頓流體特性。油溫更低時(shí)，蠟油連成網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，顯示

出更復(fù)雜的非牛頓流體特性。非牛頓原油的流變特性與熱歷史、剪切歷史有關(guān)。

管道中，原油的流變特性

管道內(nèi)，原油流變性呈現(xiàn)兩個(gè)階段：

較高溫度段：原油仍呈現(xiàn)牛頓流體特性，其流變性與剪切歷史、熱歷史無關(guān)；原油粘度較低，處于紊流光

滑區(qū)流動(dòng)。

較低溫度段：通過長(zhǎng)距離海底和陸地管道泵輸送含蠟原油，油溫逐漸降低，蠟結(jié)晶量增加，油溫已處在原

油的反常點(diǎn)以下，原油呈現(xiàn)非牛頓流體特性（假塑性、觸變性、屈服性等），其流變性與剪切歷史、熱歷

史密切相關(guān)。

Brookfield 儀器推薦

針對(duì)原油儲(chǔ)運(yùn)過程中粘度和流變性的特性、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求以及儲(chǔ)運(yùn)全程自動(dòng)化的發(fā)展要求，BROOKFIELD

向您建議不同場(chǎng)合下所適用的zui佳儀器。

管道運(yùn)輸前：采用實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)定特定的模擬管輸條件下原油的流變性，是安全、經(jīng)濟(jì)地儲(chǔ)存和運(yùn)輸原油

的重要基礎(chǔ)工作。

管道運(yùn)輸中：采用在線粘度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化輸送過程中原油的粘度變化狀況，是確保原油經(jīng)濟(jì)、高效、

低能耗地持續(xù)輸送的重要手段。

實(shí)驗(yàn)室儀器推薦：

 

QC 型 --- DV2T 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

DV3T 旋轉(zhuǎn)流變儀

R&D 型 --- RST 系列旋轉(zhuǎn)流變儀

在線粘度計(jì)推薦：

旋轉(zhuǎn)法 --- TT-100 在線粘度計(jì)

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用研究

原油的粘度及流變分析

使用流變儀通過少量試驗(yàn)確定油品流變特性數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵參數(shù),利用數(shù)值模擬研究含蠟原油管道運(yùn)行特

性和安全性評(píng)價(jià)，已成為油品流變特性工程應(yīng)用研究的發(fā)展方向。

BROOKFIELD 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)/流變儀作為粘度測(cè)量領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)di造zhe，正在為石油領(lǐng)域的粘度標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試提供

著獨(dú)到而成熟的解決方案。

適用標(biāo)準(zhǔn)

SH/T 0739-2003 --- 瀝青粘度測(cè)定法(布如克菲爾德旋轉(zhuǎn)粘度儀法)

SY/T 0520-1993 --- 原油粘度測(cè)定 - 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)平衡法

SY/T 0522-1993 --- 原油析蠟點(diǎn)測(cè)定 - 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法

SY/T 6316-1997 --- 稠油油藏流體物性分析方法 - 原油粘度測(cè)定

SY/T 7547-1996 --- 原油屈服值測(cè)定 - 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)法

SY/T 7549-2000 --- 原油粘溫曲線的確定 - 轉(zhuǎn)粘度計(jì)法

QC 型：DV2T 粘度計(jì) & DV3T 流變儀

 

DV2T 粘度計(jì) & DV3T 流變儀配合 ULA 超低粘度適配器 或 SSA 小量樣品適配器，可以測(cè)量油品在指定

剪切率下的粘度。還可以通過軟件對(duì)粘度計(jì)進(jìn)行程控、保存和分析數(shù)據(jù)，極大地方便了客戶。

R&D 型：RST 系列流變儀

 

RST 系列流變儀具有控制剪切力和剪切率雙重控制模式，可以對(duì)油品進(jìn)行全面的剪切率掃描分析、原油粘

度和析蠟點(diǎn)、屈服應(yīng)力、觸變性以及原油粘溫曲線等流變分析。

用于系統(tǒng)地研究油品低溫(低于反常點(diǎn)溫度)流變特性隨管輸條件熱歷史、剪切歷史變化的規(guī)律，建立原油

凝點(diǎn)、粘度(表觀粘度)、觸變性、屈服應(yīng)力與管輸條件下熱歷史、剪切歷史關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，為指導(dǎo)石油

管網(wǎng)的安全運(yùn)行提供理論依據(jù)。

 

 

大量實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)油溫高于凝點(diǎn) TZ＋10℃以上時(shí)，原油呈現(xiàn)牛頓流體特性。

中低溫度下，原油的流變特性逐漸變?yōu)榧偎苄�，需要更高流速或更大的泵送力來確保繼續(xù)暢通流動(dòng)。

更低溫度下（凝點(diǎn) TZ 附近），原油的流變特性逐漸變?yōu)榍��?假塑性，需要更高流速或更大的泵送力來使

其“屈服”后再繼續(xù)流動(dòng)。

 

原油粘溫曲線反映了原油粘度隨溫度變化的規(guī)律，因此正確確定原油粘溫曲線，對(duì)原油集輸儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)、生

產(chǎn)、科研具有重要意義。

隨著溫度降低，粘度也隨之增大。這樣在管道運(yùn)輸中，到達(dá)管線未站的原油粘度大大高于不含蠟的原油。

需要我們?cè)O(shè)計(jì)管道時(shí)，應(yīng)考慮是否在中間站或大管徑管線上進(jìn)行原油粘度檢測(cè)和化學(xué)處

 

在線粘度實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法的局限性

本質(zhì)屬于離線(off-line)測(cè)量

即：從管線上取樣品，送入實(shí)驗(yàn)室后再進(jìn)行測(cè)量。

這種過程的后果：

l 耗時(shí)長(zhǎng)

l 花費(fèi)大

l 經(jīng)常引入誤差 (人為性/時(shí)間性/測(cè)量環(huán)境等)

 

實(shí)際的管道運(yùn)輸中，離線測(cè)量是油品質(zhì)量波動(dòng)和引起冗余過程的原因。

l 引入在線粘度測(cè)量和控制，通�？梢允巩a(chǎn)品的品質(zhì)更加一致并使流程更經(jīng)濟(jì)，快速調(diào)整可以使產(chǎn)品保

持連續(xù)的高品質(zhì)。

在線粘度測(cè)量的引入契機(jī)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，全球工業(yè)科技水平的提升，國(guó)內(nèi)三大石油公司對(duì)原油開采、輸送、處理等技術(shù)

高，Brookfield 在原油行業(yè)在線檢測(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以充分展示。

Brookfield和全球三大油服公司（Baker Hughes、Halliburton、Schlumberger）等合作密切。僅美洲 區(qū)域每年配套數(shù)達(dá)超百臺(tái)之巨，行業(yè)應(yīng)用廣泛，TT-100在美國(guó)的石油行業(yè)幾乎是行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)。

在線監(jiān)控的目的和用途 l 不同來源的原油，在同樣條件下粘度差異會(huì)很大，可以利用在線粘度數(shù)據(jù)，來判斷原油的來源并對(duì)油 品作相應(yīng)的下道工序處理（存儲(chǔ)、煉油工藝參數(shù)確定等）。 l 在原油輸送過程中，需要添加不同的降粘劑，利用在線粘度數(shù)據(jù)，可以快速確定添加劑的種類和加入 量，并迅速掌握加入后的效果。 l 根據(jù)原油的情況，控制相應(yīng)的溫度，利用在線粘度數(shù)據(jù)，可以按實(shí)時(shí)情況調(diào)整溫度，節(jié)約能源并保證 原油的順利輸送。 l 利用在線粘度數(shù)據(jù)，可以掌握不同原油的流變特性，為節(jié)能、節(jié)約、高效、安全的原油輸送加以實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)和保障。

TT-100在線粘度計(jì) l 液體受轉(zhuǎn)子和容器內(nèi)壁兩個(gè)表面的剪切，能精確計(jì)算剪切率；改變轉(zhuǎn)速可評(píng)價(jià)油品的流變特性。 l TT-100 在線粘度計(jì)以撬裝的形式，安裝在原油主管道旁邊上，實(shí)時(shí)監(jiān)控在線原油粘度值，就地顯示 實(shí)時(shí)粘度值，并可將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至站控室系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控粘度，無需人員往返xun視。 l 系統(tǒng)配置電伴熱及保溫，防止冬天溫度過低導(dǎo)致管道堵塞問題；配置過濾器防止雜質(zhì)顆粒堵塞或卡在 粘度計(jì)內(nèi)。 l TT-100 在線粘度計(jì)撬裝系統(tǒng)自帶遠(yuǎn)程控制及反饋信號(hào)，可從站控室直接控制現(xiàn)場(chǎng)粘度計(jì)、循環(huán)泵的 啟停動(dòng)作。 l 在線測(cè)量數(shù)據(jù)可與實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)做好的相關(guān)性比對(duì)。

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