一种重油远距离输送系统及方法技术方案

本发明专利技术属于功率超声应用及重油管道运输领域，具体是一种重油远距离输送系统及方法，所述系统包括储油罐I和储油罐II，所述储油罐I和储油罐II之间设置输油管道，输油管道的外壁设置水冷却层，输油管道侧壁与水冷却层外壁之间均匀等距设置若干个超声阵元，所述若干个超声阵元均连接匹配箱II，匹配箱II连接超声功率放大器，超声功率放大器连接超声发生器，超声发生器连接匹配箱I。该系统基于功率超声的重油减黏，可实现重油远距离管道输送。可实现重油远距离管道输送。可实现重油远距离管道输送。

【技术实现步骤摘要】
一种重油远距离输送系统及方法


[0001]本专利技术属于功率超声应用及重油管道运输领域，尤其涉及一种基于功率超声的重油减黏及远距离重油管道运输的方法和装置。

技术介绍

[0002]国内外重油储量十分丰富，但由于其具有高黏度、高密度、高杂原子含量等特征，使得如何经济地开采和有效地运输成为了亟待解决的问题。功率超声重油减黏技术具有环保、高效、适用范围广等优势，因此在近几十年发展比较迅速。借鉴“随钻测井”的特点(即边钻井边采集信号)，如何在重油运输的过程中对重油进行处理，借以增加重油的流动性达到远距离运输尤为重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种重油远距离输送系统，该系统基于功率超声的重油减黏，可实现重油远距离管道输送。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0005]一种重油远距离输送系统，所述系统包括储油罐I和储油罐II，所述储油罐I和储油罐II之间设置输油管道，输油管道的外壁设置水冷却层，输油管道内均匀等距设置若干个超声阵元，所述若干个超声阵元均连接匹配箱II，匹配箱II连接超声功率放大器，超声功率放大器连接超声发生器，超声发生器连接匹配箱I。
[0006]优选地，所述若干个超声阵元设置在输油管道的侧壁与水冷却层的外壁之间，且阵元厚度大于侧壁与外壁距离，阵元前端与重油接触，后端与匹配项箱Ⅱ相连，且呈两列并排设置。
[0007]优选地，所述若干个超声阵元的数量为≥50个。
[0008]优选地，所述输油管道为长方体形。
[0009]优选地，所述输油管道、储油罐I和储油罐II的制作材料均为钢。
[0010]优选地，所述储油罐I和储油罐II的罐口上均设置密封盖；所述输油管道上设置温度计和流量计。
[0011]优选地，所述储油罐I与加压装置连接，在输油管道与储油罐I的连接端设置化学药剂储罐。
[0012]本专利技术还提供了一种重油远距离输送方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]1)重油储存至储油罐Ⅰ中，打开加压装置，增大储油罐Ⅰ内部的压力，使重油通过压差流入输油管道；
[0014]2)启动超声发生器、功率放大器、匹配箱I、匹配箱II及水循环冷却系统，通过超声阵元辐射的超声波在重油内部产生的空化效应、机械效应、热效应降低重油的黏度，增加重油的流动性，使其流入储油罐Ⅱ。
[0015]进一步地，上述方法还包括加入化学药剂的步骤：打开化学药剂储罐的阀门，向输
油管道加入化学药剂。
[0016]优选地，所述化学药剂储罐内的化学药剂为稳定剂四氢化萘和空化增强剂乙二醇。
[0017]将从井下开采出的重油储存至储油罐Ⅰ中，重油最终要到达的目的地储油罐Ⅱ与储油罐Ⅰ通过一个长方体管道(尺寸、形状等因素根据实际需求设计，这里使宽与高等长)相连，其中两个储油罐的底部有一定的高度差，便于油样的运输存储；管道的一侧侧壁与水冷却层的外壁之间安装上50个两列等距的功率超声换能器(可根据需求在不同侧壁上安装不同数量、不同排布方式的换能器阵元)，当重油流经管道时，会被超声作用，产生剧烈的空化效应、热效应和机械效应，降低了重油的黏度，增加了流动性，因此可以解决重油的长距离运输的问题。
[0018]本专利技术的输油管道可被应用于任何适合的场景中，如地面、地下等；UGD超声发生器的电感和阻抗可通过匹配箱Ⅰ进行调节，可满足不同地区、不同黏度的重油油样的使用。UGD超声发生器可用于控制换能器激发的频率和输出功率，可满足不同环境、不同管道尺寸、不同作用强度的使用。
[0019]本专利技术中的超声发生器、功率放大器、匹配箱、超声阵元等各个配件均可商业购买得到。
[0020]本专利技术中，超声发生器与功率放大器相连，可增强输出信号的强度，保证同时满足多个阵元的能量供给。功率放大器与匹配箱Ⅱ相连，可用于调节功率放大器输出的电压与电流同相位，使换能器和阵元输出的效率最大。
[0021]本专利技术在输油管道外壁增加了一层水循环管道，可用于降低换能器阵元的温度，防止换能器阵元由于长时间工作导致温度过高而损坏的现象发生。换能器阵元部分在水冷却层中，前端头在输油管道内。
[0022]本专利技术输油管道内外壁、储油罐Ⅰ和储油罐Ⅱ均选取耐腐蚀、抗氧化性强的材料，如钢等，避免油样泄漏造成污染。
[0023]本专利技术中，储油罐Ⅰ通过加压阀与加压装置相连，通过增加储油罐Ⅰ内的压力，借以驱动重油相对快速地进入管道中与换能器接触。
[0024]本专利技术中，储油罐通过密封盖密封，防止重油因长时间暴露在空气中被氧化变质。
[0025]本专利技术在输油管道不同位置安装了流量计和温度计，用以测量管道内重油的流速和温度，避免流速过快以及温度过高而产生的危险。
[0026]本专利技术还可在重油流入端设置两个用于存放四氢化萘和乙二醇的容器，当不考虑重油的最终成分及特性或是为了增大降黏效率时，可在重油流动的过程中加入上述两种液体。其中四氢化萘(或其他具有同种效果的试剂)的作用有：(1)用于稀释重油；(2)可用于稳定超声作用后的重油体系，防止重油黏度降低后再次升高。乙二醇(或其他具有同种效果的试剂)的作用是增大超声作用时的空化强度，增加作用效率。
[0027]本专利技术涉及功率超声应用和重油(本专利技术中的重油指60℃时黏度大于1000Pa
·
s的流动性极差的重油样品)开采及运输领域，尤其涉及利用一种基于功率超声的重油减黏及远距离管道运输的方法和装置。该方法包括以下步骤：增大储油罐Ⅰ内部的压力，使重油可以通过压差缓慢地流入管道内部；通过超声换能器辐射的超声波作用于重油，增加重油的流动性，使其流入储油罐Ⅱ内部；可选择性地向管道内部加入四氢化萘和乙二醇，借以增
大重油的改质效果。采用本方法可以实现重油的远距离运输。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0029]1)利用超声发生器和功率放大器产生足够强的电信号，用以供给50个阵元(或更多)的使用。利用50个规则排布的阵元使得管道中产生的声强更均匀，用以增大超声的作用效率和效果。
[0030]2)利用水循环冷却装置可以避免换能器因长时间工作引起的高温而导致的损坏。
[0031]3)利用加压阀可以增大储油罐内的压力，使其相对快速地流入管道与换能器接触。利用流量计和温度计可以实时监测管道内部的流速和温度，避免因流速过快或温度过高而产生的危险。利用四氢化萘和乙二醇可增加降黏效果，增大对重油的改质作用。
附图说明
[0032]图1为本专利技术重油远距离输送系统的示意图。
具体实施方式
[0033]下面以附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，一种重油远距离输送系统，所述系统包括储油罐I和储油罐II，所述储油罐I和储油罐II之间设置输油管道，输油管道的外壁设置水冷却层，输油管道与水冷却层的外壁之间均匀等距设置若干个超声阵元，所述若干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重油远距离输送系统，所述系统包括储油罐I和储油罐II，所述储油罐I和储油罐II之间设置输油管道，其特征在于，输油管道的外壁设置水冷却层，输油管内均匀等距设置若干个超声阵元，所述若干个超声阵元均连接匹配箱II，匹配箱II连接超声功率放大器，超声功率放大器连接超声发生器，超声发生器连接匹配箱I。2.根据权利要求1所述的重油远距离输送系统，其特征在于，所述若干个超声阵元设置在输油管道的侧壁与水冷却层的外壁之间，且阵元厚度大于侧壁与外壁距离，阵元前端与重油接触，后端与匹配项箱Ⅱ相连，且呈两列并排设置。3.根据权利要求1所述的重油远距离输送系统，其特征在于，所述若干个超声阵元的数量为≥50个。4.根据权利要求1所述的重油远距离输送系统，其特征在于，所述输油管道为长方体形。5.根据权利要求1所述的重油远距离输送系统，其特征在于，所述输油管道、储油罐I和储油罐II的制作材料均为钢。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高金彪，孙冠文，王晓振，吴鹏飞，李超，徐德龙，林伟军，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：