高温高压低速气体微管粘度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种高温高压低速气体微管粘度测量装置，所述测量装置包括：恒温箱；流体过滤测量装置，包括通过管线依次串接的过滤器、微管连接器、流量测量液储存罐、微流量自动计量装置以及中间容器，微管连接器内部沿轴向固定有一测粘微管，过滤器、微管连接器及流量测量液储存罐位于恒温箱内，测粘微管的两端与微管连接器两端处的所述管线对应连通；微压差计量装置，其两端通过检测管线对应连接于微管连接器两端处的所述管线上；数据采集处理系统，与微压差计量装置及所述微流量自动计量装置电连接，用于接收压差数据及流量数据。能够精确测定短微管两端的微小压差和微小流量，实现高温、高压条件下气体粘度的精确测量。

【技术实现步骤摘要】
高温高压低速气体微管粘度测量装置
本技术属于油气开采、化工等领域，具体而言，涉及一种气体粘度的测量技术，特别涉及一种高温高压环境微流速气体粘度的测量装置。
技术介绍
粘度是气体的重要性质。气体的粘度受温度和压力的影响很大，尤其在高温高压环境下，温度和压力的微小变化都会对气体的粘度造成极大的影响。所以准确获取高温高压条件下的气体粘度数据，在科学研究和实际生产中都具有至关重要的作用。获取气体粘度的方法有计算法和测量法。常用计算气体粘度的模型有Lennard-Jones模型、Stockmayer模型、Thodos模型等，这些模型都是基于稀薄气体假设的分子运动学理论。因此，这些模型仅适用于低压条件下气体粘度的计算，不适用于高温高压下气体粘度的计算。常见的粘度测量仪有毛细管粘度计、振动粘度计、落球粘度计和旋转粘度计等。其中，落球粘度计、旋转粘度计适用于测量液体的粘度，不适用于测量气体的粘度；振动粘度计是振动衰减与被测流体粘度的定量关系测量气体粘度，目前还未见有实用化的高温高压条件下气体粘度测量仪器；毛细管粘度计是利用哈根—泊肃叶(Hagen-Poiseuille)流原理测量介质的粘度，目前有关毛管气体粘度计的研究报道中通常是采取增加毛管长度的方法规避气体流动压差过小所导致的测量难点；另外，由于高压条件下微流量计量技术的限制，以增大流速来规避高压条件下微流量计量的难点。在这样的长管、高流速的测试条件下不得不在H-P公式中引入入(出)口端修正系数、滑移修正系数和气体压缩性修正系数，这些修正系数取值的不确定性给测量结果带来了很大的误差和不确定性。有鉴于此，本设计人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种高温高压低速气体微管粘度高温高压低速气体微管粘度测量装置，能忽略上述修正系数的流动条件(流速)和装置结构参数(管径、管长)，以解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
本技术的目的是在于提供一种高温高压低速气体微管粘度高温高压低速气体微管粘度测量装置，能够精确测定短微管两端的微小压差和微小流量，实现高温、高压条件下气体粘度的精确测量。为此，本技术提出一种高温高压低速气体微管粘度高温高压低速气体微管粘度测量装置，其包括：恒温箱；流体过滤测量装置，包括通过管线依次串接的过滤器、微管连接器、流量测量液储存罐、微流量自动计量装置以及中间容器，所述微管连接器内部沿轴向固定有一测粘微管，所述过滤器、微管连接器及流量测量液储存罐位于所述恒温箱内，所述测粘微管的两端与所述微管连接器两端处的所述管线对应连通；微压差计量装置，其两端通过耐压连接管线对应连接于所述微管连接器两端处的所述管线上；数据采集处理系统，与所述微压差计量装置及所述微流量自动计量装置电连接，用于接收压差数据及流量数据。如上所述的高温高压低速气体微管粘度高温高压低速气体微管粘度测量装置，其中，微管连接器包括：连接件主体，其沿轴向形成有一贯通的前流道，所述前流道依次包括入口段、前定位段、前密封腔以及接口段，所述前定位段的内径小于所述入口段及前密封腔的内径，所述前密封腔的内径小于所述接口段的内径；密封帽，其沿轴向形成有一贯通的后流道，所述后流道依次包括后密封腔、后定位段以及出口段，所述密封帽前端的外侧面缩径形成一接头部，所述接头部插接于所述接口段内，所述后密封腔与所述接口段的内腔对应连通，其中，所述测粘微管的两端密封插接于所述前定位段及后定位段，所述入口段及出口段通过内螺纹对应与所述微管连接器两端的所述管线密封螺接。如上所述的高温高压低速气体微管粘度高温高压低速气体微管粘度测量装置，其中，所述前定位段的内壁与所述测粘微管的外侧之间填充有石蜡，所述接口段内灌注有密封胶，当所述接头部插接于所述接口段时，能挤压所述密封胶对应进入所述前密封腔及后密封腔。如上所述的高温高压低速气体微管粘度测量装置，其中，所述测粘微管为微米级毛管，其管径不小于20μm，其长度不小于30mm。在本技术中，通过采用微管连接器，实现测粘微管与实验装置的跨尺度连接；微流量自动计量装置和微压差计量装置与测粘微管相配合，既保证被测气体在测粘微管中为低速的层流状态，又实现对微管中气体的层流和微流量的高精度测定。另外，测粘微管的使用，在两端形成微压差，可以大幅度减少膨胀系数取值对测量结果的影响，消除长管弯曲导致的附加惯性对测量结果的影响。在本技术中，其操作简单方便，克服了现有毛细管粘度计测量下气体粘度的技术瓶颈，能够精确测定短微管两端的微小压差和微小流量，实现了真正意义上的高温(≤150℃)和高压(≤120MPa)条件下气体粘度的精确测量。在本技术中，所述测粘微管优选采用微米级毛管，长度最短为30mm，在排除气体微尺度流动效应影响的情况下，管径最小可为20μm。与现有毛管粘度计相比，本技术的测粘微管减小了人为设定修正系数所带来的不确定性，直径的减小可以提高气体粘度测量的精度；本技术可测粘度的下限可达7μPa·s，测量气体种类多，可以测定N2、CO2、CH4和混合气体等多种气体的粘度。附图说明以下附图仅旨在于对本技术做示意性说明和解释，并不限定本技术的范围。其中：图1为本技术的高温高压低速气体微管粘度测量装置的组成结构示意图。图2为本技术中微管连接器的剖面图。主要元件标号说明：1恒温箱2过滤器3微管连接器30测粘微管31连接件主体310前流道311入口段312前定位段313前密封腔314接口段32密封帽320后流道321后密封腔322后定位段323出口段324接头部4流量测量液储存罐5微流量自动计量装置6中间容器7微压差计量装置71检测管线8数据采集处理系统9管线10输入管线具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下结合附图及较佳实施例，对本技术提出的高温高压低速气体微管粘度测量装置的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。另外，通过具体实施方式的说明，当可对本技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解，然而所附图仅是提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。图1为本技术的高温高压低速气体微管粘度测量装置的组成结构示意图。图2为本技术中微管连接器的剖面图。如图1所示，本技术提出的高温高压低速气体微管粘度测量装置，包括恒温箱1、流体过滤测量装置、微压差计量装置7以及数据采集处理系统8，其中，所述流体过滤测量装置包括通过管线9依次串接的过滤器2、微管连接器3、流量测量液储存罐4、微流量自动计量装置5以及中间容器6，所述微管连接器3内部沿轴向固定有一测粘微管30，所述过滤器2、微管连接器3及流量测量液储存罐4位于所述恒温箱1内，所述测粘微管30的两端与所述微管连接器3两端处的所述管线对应连通，由此，通过设置所述微管连接器3，实现了测粘微管与测量实验装置(如过滤器、流量测量液储存罐4)的跨尺度连接；所述微压差计量装置7的两端通过检测管线71对应连接于所述微管连接器两端处的所述管线9上；所述数据采集处理系统8，用于实时监控并记录测试的压力、压差、流量、温度等，其与所述微压差计量装置7及所述微流量自动计量装置5电连接，以接收压差数据及流量数据，在实际工作时，可以选用一计算机系统。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压低速气体微管粘度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：恒温箱；流体过滤测量装置，包括通过管线依次串接的过滤器、微管连接器、流量测量液储存罐、微流量自动计量装置以及中间容器，所述微管连接器内部沿轴向固定有一测粘微管，所述过滤器、微管连接器及流量测量液储存罐位于所述恒温箱内，所述测粘微管的两端与所述微管连接器两端处的所述管线对应连通；微压差计量装置，其两端通过检测管线对应连接于所述微管连接器两端处的所述管线上；数据采集处理系统，与所述微压差计量装置及所述微流量自动计量装置电连接，用于接收压差数据及流量数据。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压低速气体微管粘度测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：恒温箱；流体过滤测量装置，包括通过管线依次串接的过滤器、微管连接器、流量测量液储存罐、微流量自动计量装置以及中间容器，所述微管连接器内部沿轴向固定有一测粘微管，所述过滤器、微管连接器及流量测量液储存罐位于所述恒温箱内，所述测粘微管的两端与所述微管连接器两端处的所述管线对应连通；微压差计量装置，其两端通过检测管线对应连接于所述微管连接器两端处的所述管线上；数据采集处理系统，与所述微压差计量装置及所述微流量自动计量装置电连接，用于接收压差数据及流量数据。2.如权利要求1所述的高温高压低速气体微管粘度测量装置，其特征在于，微管连接器包括：连接件主体，其沿轴向形成有一贯通的前流道，所述前流道依次包括入口段、前定位段、前密封腔以及接口段，所述前定位段的内径小于所述入口段及前密...

【专利技术属性】
技术研发人员：方欣，岳湘安，安维青，田文浩，邹积瑞，冯雪钢，方伟，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11