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1、10申请公布号CN104110580A43申请公布日20141022CN104110580A21申请号201410313664322申请日20140702F17D1/12200601F17D3/0120060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100029北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司管道储运分公司徐州金桥石化管道输送技术有限公司72发明人曹旦夫吴杰成旭霞姜瑞罗倪广地王德治贾邦龙林森尤金龙黄迎峰张一丁杨辉庄君苏航74专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所普通合伙11277代理人刘新宇54发明名称高压氮气动力环道系统57摘要本发明涉及一种高压氮气动力环道系统，。
2、包括氮气动力装置，用于提供压缩氮气；以及环道装置，与所述氮气动力装置连接，包括环道和储油装置，所述储油装置中的油品在所述压缩氮气的驱动作用下在所述环道中流动。本发明通过将高压氮气作为再启动管道的动力源，能够为再启动管道提供稳定压头，又可以保证测试化学剂的安全使用。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图2页10申请公布号CN104110580ACN104110580A1/2页21一种高压氮气动力环道系统，其特征在于，包括氮气动力装置，用于提供压缩氮气；以及环道装置，与所述氮气动力装置连接，包括环道和储油装置，所述。
3、储油装置中的油品在所述压缩氮气的驱动作用下在所述环道中流动。2根据权利要求1所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述氮气动力装置包括空气压缩机，用于对空气进行压缩；膜制氮机，与所述空气压缩机连接，用于对经压缩的空气进行氧氮分离，得到氮气；氮气压缩机，与所述膜制氮机连接，用于将所述氮气进行压缩；以及高压储氮罐，与所述氮气压缩机连接，用于储存经压缩过的氮气。3根据权利要求2所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述环道装置包括室内环道装置，所述环道包括室内环道；所述储油装置包括至少两个用于储存所述油品的反应釜，分别通过第一管道与所述室内环道的入口端连接，并分别通过第二管道与所述室内环道的出口。
4、端连接，其中，所述高压储氮罐与各所述反应釜连接。4根据权利要求3所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室内环道装置还包括控温水浴装置，用于对所述油品进行温度控制。5根据权利要求3所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室内环道装置还包括若干个压力传感器、温度计及质量流量计，设置在所述室内环道、第一管道及第二管道的至少一个上。6根据权利要求35任一项所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室内环道包括并联连接的第一环道和第二环道。7根据权利要求2所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述环道装置包括室外环道装置，所述环道包括室外环道；所述储油装置包括至少两个储油罐，分别通过第三管。
5、道与所述室外环道的入口端连接，并分别通过第四管道与所述室外环道的出口端连接，其中，所述高压储氮罐连接至邻近所述入口端的所述第三管道上。8根据权利要求7所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室外环道装置还包括换热管路，与所述第四管道并联，所述换热管路上设置有换热器。9根据权利要求7所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室外环道装置还包括若干个压力传感器、温度计及质量流量计，设置在所述室外环道、第三管道及第四管道的至少一个上。10根据权利要求79任一项所述的高压氮气动力环道系统，其特征在于，所述室外环道装置还包括泵，设置在所述高压储氮罐与所述第三管道的连接处与所述储油罐之间的第三管道权。
6、利要求书CN104110580A2/2页3上。权利要求书CN104110580A1/5页4高压氮气动力环道系统技术领域0001本发明涉及原油管道实验领域，尤其涉及一种高压氮气动力环道系统。背景技术0002我国原油大部分为蜡含量较高的油。如果原油温度较低，原油中的蜡晶会逐渐析出，当析出的蜡晶达到一定浓度时，蜡晶之间形成空间网格结构，就会表现出复杂的高凝高粘的非牛顿流体流变学特性。0003目前含蜡原油大多采用加热输送的管输工艺，虽然加热输送对高凝高粘原油是行之有效的措施，但相应的运行和投资费用也很高。同时，热油管道在运行过程中难免会出现事故停输。停输后，管内原油不断向外散热，油温降低，粘度增大，蜡。
7、晶不断析出，含蜡原油内部形成了具有一定结构强度的胶凝结构。随着停输时间延长，胶凝结构强度不断增大，管道整体失去流动性。这时，需要提供远高于正常管输压力的启动能量，管线才能启动。若停输时间过长，再启动需要的压力超过泵所能提供的扬程或管道承压能力，则启动失败，会发生凝管事故。0004现有技术中通常采用螺杆泵或离心泵作为动力源来启动。但是由于泵从启动到稳定需要一定时间，且该过程中压力和流量持续波动，因此会给试验数据分析带来很大的困难。此外由于减阻剂产品的自身特点，在泵的高速剪切作用下其结构会产生破坏，从而失去减阻功效。发明内容0005技术问题0006有鉴于此，本发明要解决的技术问题是如何避免泵作为动。
8、力源在管线停输再启动过程中带来的波动以及泵的高速剪切对减阻剂结构的破坏。0007解决方案0008为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，提供了一种高压氮气动力环道系统，包括0009氮气动力装置，用于提供压缩氮气；以及0010环道装置，与所述氮气动力装置连接，包括环道和储油装置，所述储油装置中的油品在所述压缩氮气的驱动作用下在所述环道中流动。0011对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述氮气动力装置包括0012空气压缩机，用于对空气进行压缩；0013膜制氮机，与所述空气压缩机连接，用于对经压缩的空气进行氧氮分离，得到氮气；0014氮气压缩机，与所述膜制氮机连接，用于将所述。
9、氮气进行压缩；以及0015高压储氮罐，与所述氮气压缩机连接，用于储存经压缩过的氮气。说明书CN104110580A2/5页50016对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述环道装置包括室内环道装置，所述环道包括室内环道；0017所述储油装置包括至少两个用于储存所述油品的反应釜，分别通过第一管道与所述室内环道的入口端连接，并分别通过第二管道与所述室内环道的出口端连接，0018其中，所述高压储氮罐与各所述反应釜连接。0019对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述室内环道装置还包括0020控温水浴装置，用于对所述油品进行温度控制。0021对于上述高压氮气动力环道。
10、系统，在一种可能的实现方式中，所述室内环道装置还包括0022若干个压力传感器、温度计及质量流量计，设置在所述室内环道、第一管道及第二管道的至少一个上。0023对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述室内环道包括并联连接的第一环道和第二环道。0024对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述环道装置包括室外环道装置，所述环道包括室外环道；0025所述储油装置包括至少两个储油罐，分别通过第三管道与所述室外环道的入口端连接，并分别通过第四管道与所述室外环道的出口端连接，0026其中，所述高压储氮罐连接至邻近所述入口端的所述第三管道上。0027对于上述高压氮气动力环道。
11、系统，在一种可能的实现方式中，所述室外环道装置还包括0028换热管路，与所述第四管道并联，所述换热管路上设置有换热器。0029对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述室外环道装置还包括0030若干个压力传感器、温度计及质量流量计，设置在所述室外环道、第三管道及第四管道的至少一个上。0031对于上述高压氮气动力环道系统，在一种可能的实现方式中，所述室外环道装置还包括0032泵，设置在所述高压储氮罐与所述第三管道的连接处与所述储油罐之间的第三管道上。0033有益效果0034通过将高压氮气作为再启动管道的动力源，根据本发明实施例的高压氮气动力环道系统能够在管道启动初期创造出恒定压力。
12、的边界条件，为再启动管道提供稳定压头，避免油品受到泵的高速剪切，从而保证减阻剂等化学剂不会在高速剪切作用下受到破坏。此外，高压氮气在管道中驱动油品还可以起到清洁管道的作用。并且，与压缩空气作为动力源相比，使用氮气作为介质可以避免油气中混入氧气，保证操作安全。0035根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。说明书CN104110580A3/5页6附图说明0036包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。0037图1示出根据本发明一个实施例的高压氮气动力环道系统的结构示意图；0038图。
13、2示出根据本发明一个实施例的氮气动力装置的结构示意图；0039图3示出根据本发明一个实施例的室内环道装置的结构示意图；0040图4示出根据本发明一个实施例的室外环道装置的结构示意图。具体实施方式0041以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。0042在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。0043另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领。
14、域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。0044实施例10045图1示出根据本发明一实施例的高压氮气动力环道系统的结构示意图。如图1所示，该高压氮气动力环道系统100主要包括氮气动力装置10和环道装置20。其中氮气动力装置10用于为环道装置20提供高压氮气以作为控制压力启动的动力源，环道装置20中的油品在高压氮气的驱动作用下在环道中流动。0046如图2所示，本实施例中，该氮气动力装置10主要包括空气压缩机1、膜制氮机组2、氮气压缩机3以及高压储氮罐4。0047其中，空气压缩机1用。
15、于对空气进行压缩。膜制氮机组2与空气压缩机1连接，用于对经空气压缩机1压缩的压缩空气进行氧氮分离，将压缩空气中的氧气分离，留下所需的氮气，例如氧气含量低于规定比例的氮气。氮气压缩机3与膜制氮机2连接，用于对膜制氮机2制得的氮气进行压缩。高压储氮罐4与氮气压缩机3连接，用于储存经氮气压缩机3压缩的氮气。0048其中膜制氮机2可以采用现有的膜制氮机来实现，例如图2所示的结构，可包括空气缓冲罐、过滤器、冷冻干燥机、电加热器、活性碳罐、膜组、流量计以及氮气缓冲罐等部件，利用氧气和氮气等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧气和氮气分离，并滤除空气中的氢气、氦气、硫化氢及二氧化碳等气体，通过干燥机。
16、去除空气中的水分，最后制得的氮气中可能会混有少量的甲烷、一氧化碳及氧气等气体，但是只要氧气含量低于规定指标即可。0049本实施例中，环道装置20可以为室内环道装置21或室外环道装置22。0050当环道装置20为室内环道装置21时，如图3所示，室内环道装置21包括两条室内环道，第一环道211和第二环道212，第一反应釜213和第二反应釜214，以及连接环道和反应釜的若干个管道。说明书CN104110580A4/5页70051其中，第一环道211和第二环道212的规格分别可以为3225MM和1825MM，测试段的长度可以为30M，第一环道211和第二环道212的两端相连接。0052第一反应釜213。
17、和第二反应釜214内储存有油品，反应釜的数量至少为两个，可以根据实际情况设置更多。0053第一反应釜213的氮气入口端接至高压储氮罐4，第一反应釜213通过第一管道215连接至第一环道211和第二环道212的入口端，第一反应釜213通过第三管道217连接至第一环道211和第二环道212的出口端。0054第二反应釜214的氮气入口端接至高压储氮罐4，第二反应釜214通过第二管道216连接至第一环道211和第二环道212的入口端，第二反应釜214通过第四管道218连接至第一环道211和第二环道212的出口端。0055其中第一管道215和第二管道216分别从第一反应釜213和第二反应釜214伸出后汇。
18、集为一条管道接至第一环道211和第二环道212的入口端，第一环道211和第二环道212的出口端为一条管道，分支为第三管道217和第四管道218两条管道后分别接至第一反应釜213和第二反应釜214。0056在第一环道211和第二环道212的测试段，设置有高精度压力传感器、高频压力传感器、热电阻温度计和质量流量计未示出，为了较为精确的采集环道中油品的压力状况，优选每隔5M设置一个压力传感器，热电阻温度计也是每隔5M设置一个。这些检测仪表均与上位机相连接，以便对管道内的压力、温度以及流量等数据进行监控和记录。0057优选地，室内环道装置21还可以包括控温水浴装置未示出，用于对第一反应釜213和/或第。
19、二反应釜214中的油品进行精确温度控制，还可以对环道中的油品进行精确温度控制。0058使用时，将第一反应釜213的氮气入口阀门打开，使得高压储氮罐4中的高压氮气进入到第一反应釜213中，待第一反应釜213内压力达到05MPA时，关闭氮气入口阀门，并静置大约5MIN，观察第一反应釜213内的压力变化，以确保第一反应釜213的耐压密封能力良好。打开相应阀门，使得第一反应釜213内的油品在高压氮气的作用下依次经过第一管道215、第一环道211和第二环道212进入到第三管道217，并进入到第二反应釜214中。同理，第二反应釜214中的工作流程与第一反应釜213相同。0059当环道装置20为室外环道装置。
20、22时，如图4所示，室外环道装置22包括0060第一储油罐221和第二储油罐222，埋地敷设的第一环道223室外环道，在第三环道223，以及连接第一储油罐221、第二储油罐222及第一环道223的管道。0061其中，第一储油罐221通过第一管道224连接至第一环道223的入口端，并通过第二管道225接至第一环道223的出口端。第二储油罐222通过第三管道226连接至第一环道223的入口端，并通过第四管道227接至第一环道223的出口端。高压储氮罐4连接至邻近第一环道223入口端的第一管道224上。0062优选地，在高压储氮罐4与第一管道224的连接处与第一储油罐221之间的第一管道224上，还。
21、设置有双螺杆泵和/或离心泵228，用于作为控制流量启动的动力源。0063优选地，在第一环道223的测试段、第一管道224、第二管道225上，设置有高精度压力传感器、高频压力传感器、热电阻温度计和质量流量计，为了较为精确的采集环道中油品的压力状况，优选每隔5M设置一个压力传感器，热电阻温度计也是每隔5M设置一个。这说明书CN104110580A5/5页8些检测仪表均与上位机相连接，以便对管道内的压力、温度以及流量等数据进行监控和记录。0064系统运行时，可以通过双螺杆泵或离心泵将油品从第一储油罐221泵入到第一管道224中，然后高压氮气驱动油品在第一环道223中流动，并通过第二管道225进入第二。
22、储油罐222，这个过程中，各检测仪表检测和记录数据。0065优选地，在第二管道225上，还设置有并联的加热管路229，加热管路上设置有换热器，油品流经换热器换热至试验温度，在换热器进口的管路上可以安装电动调节阀，通过PLC反馈调节阀门开度，控制经过换热器的流量，实现精确控温，以满足常温管输和加热管输的需要。0066通过将高压氮气作为再启动管道的动力源，根据本发明实施例的高压氮气动力环道系统能够在管道启动初期创造出恒定压力的边界条件，为再启动管道提供稳定压头，避免油品受到泵的高速剪切，从而保证减阻剂等化学剂不会在高速剪切作用下受到破坏。此外，高压氮气在管道中驱动油品还可以起到清洁管道的作用。并且，与压缩空气作为动力源相比，使用氮气作为介质可以避免油气中混入氧气，保证操作安全。0067以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。说明书CN104110580A1/2页9图1图2说明书附图CN104110580A2/2页10图3图4说明书附图CN104110580A10。