Устройство для определения реологических свойств нефти

 

Изобретение о гносится к реологическим исследованиям жидкостей, преимущественно слабоструктурированных нефтей. Цель изобретения - повышение точности определения путем исключения потерь на трение рабочего агента за счет создания перепада давления непосредственно на исследуемой пробе. Перепад давления создается в капилляре только за счет действия капиллярных сил, нижний предел перепада давления может составлять 0,00002 кг/см. 2 ил. DO Л

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 G 0 N 11 06..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авто сном свидкткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4084909/24-25 (22) 10.07.86 (46) 07.12.87. Вюл. ¹ 45 (71) Пермский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промьппленности (72) С.В.Казаков, В.Г.Михневич и Г.П.Хижняк (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 104 1910, кл. С 01 N 11/06, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕФТИ (57) Изобретение огносится к реологическим исследованиям жидкостей, преимущественно слабоструктурированных нефтей. Цель изобретения — повьппение точности определения путем исключения потерь на трение рабочего агента за счет создания перепада давления непосредственно на исследуемой пробе.

Перепад давления создается в капилля— ре только за счет действия капиллярных сил, нижний предел перепада давления может составлять 0,00002 кг/см .

2 ил.

1357791

Изобретение относится к реологическим исследованиям жидкостей, преимущественно слабоструктурированных нефтей.

Цель изобретения — повышение точности определения реологических свойств нефти путем исключения потерь на трение рабочего агента за счет создания перепада давления непосредственно на исследуемой пробе и упрощение устройства.

На фиг, 1 дано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство для определения реологических свойств нефти включает в себя капиллярную прозрачную трубку 1, нижний конец которой заведен в прозрачную стеклянную пробку 2. В пробке

2 выполнен радиальный капилляр 3.Нижний конец капиллярной трубки 1 введен в полость радиального капилляра

3. Диаметр капилляра 3 пробки 2 выполнен на порядок больше диаметра капилляра 4 трубки 1 ° Капиллярная трубка 1 с пробкой 2 размещены в герметизированном прозрачном корпусе 5 без соприкосновения с ним с помощью втулки 6 с отверстиями 7 и втулки 8 с отверстиями 9. Один конец корпуса 5 с помощью торцового уплотнения 1О шарнирно закреплен на стойке 11. Другой конец корпуса 5 с помощью торцового уплотнения :12 шарнирно закреплен на стойке 13 с делениями. Корпус 5 через вентиль 14 соединен с помощью трубки 15 с источником рабочего агента (не показан).

Определение реологических свойств нефти с помощью устройства производят следующим образом.

Через капилляр 4 капиллярной трубки 1 и радиальный капилляр 3 пробки

2 предварительно пропускают легкую фракцию нефти (керосин, .гексан или т.п.), затем трубку 1 с пробкой 2 просушивают, чем обеспечивается хорошая смачиваемость стенок капилляров исследуемой пробой нефти.

Путем погружения пробки 2 с трубкой 1 в вертикальном положении в исследуемую нефть производят заполнение радиального капилляра 3 и частично капилляра 4 пробой исследуемой нефти. Затем пробку 2 с трубкой 1 в вертикальном положении заводят во втулку 6, а верхний конец трубки 1 во втулку 8, после чего устанавлива35

40 ния мениска по капилляру 4 произ45

5

1О

30 ют мерную линейку 16, и корпус 5 герметизируют торцовым уплотнением 12.

Через трубку 15 и вентиль 14 от источника рабочего агента во, внутреннее пространство корпуса 5 подают рабочий агент — газ и создают в корпусе 5 давление, моделирующее пластовое. При этом необходимо использовать в качестве рабочего агента такой газ, который при температуре и давлении опыта не растворялся бы в исследуемой пробе нефти. После чего вентиль 14 перекрывают. В таком вертикальном положении столб нефти удерживается в капилляре 4 за счет разности капиллярных давлений капилляра

4 трубки 1 и капилляра 3 пробки 2.

Затем устройство из вертикального положения переводят в рабочее положение. Для этого корпус 5 с капиллярной трубкой 1 и пробкой 2 устанавливают так, чтобы радиальный капилляр

3 пробки 2 занял горизонтальное положение, а капиллярная трубка 1 была расположена под углом oL к горизонтальной плоскости. Величину углаос устанавливают заранее опытным путем из условия наиболее полного заполнения капилляра 4 к моменту установления равновесия между перепадом капиллярного давления и давления столба пробы нефти в капилляре 4.

В таком положении мениск пробы нефти движется в капилляре 4. При достижении равновесия перепада капиллярного давления и давления столба пробы нефти в капилляре движение ме- ниска прекращается. Во время движе- . водят замеры пути и времени движения мениска. При этом используется мерная линейка 16 и часы. Замеры производят на всей длине капилляра 4 до полной остановки мениска. Чем больше произведено замеров, тем качественнее будет получена характеристика исследуемой пробы нефти.

После этого производят обработку результатов. Для этого на отрезке капилляра 4 между двумя замерами пути и времени определяют расход (Q) нефти по формуле

q = S ь1/i, где S — площадь поперечного сечения капилляра 4;

51 — величина отрезка пути между двумя замерами.

1357791

Затем для отрезка пути hl определяют средний градиент скорости сдвига по формуле

40 < о ()

«гэ

) где Q — расход жидкости на участке<

r — - радиус капилляра 4 капиллярной трубки 1. 10

После этого определяют напряжение сдвига по формуле

ЬР r с = -- — — (дин/cM )

21 ) 15 где r — радиус капилляра 4 капиллярной трубки 1;

1 — длина заполнения капиллярной трубки 1;

hP — средний перепад давления, 20 под действием которого происходит движение нефти по капилляру 4 на отрезке hl:

hP = (1, — 1;) g„° з1поа, <где 1„ — длина столба нефти в капилляре 4 при установившемся равновесии между перепадом капиллярного давления и давления столба нефти;

E — среднее арифметическое дли30

< ны столба нефти между двумя замерами;

1 „ — удельный вес исследуемой нефти;

М вЂ” угол наклона капиллярной трубки.

Затем определяют коэффициент динамической вязкости р = -"- (П), где а — напряжение сдвига;

V — градиент скорости течения нефти.

По полученным точкам строят реологические кривые зависимости градиента скорости от напряжения сдвига, либо вязкости нефти от напряжения сдвига.

Формула изобретения

Устройство для определения реологических свойств нефти, включающее каниллярную трубку для исследуемой пробы, концы которой сообщены с ис-. точником рабочего агента, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения путем исключения потерь.на трение рабочего агента за счет создания перепада давления непосредственно на исследуемой пробе, один конец капиллярной трубки заведен в пробку, в которой перпендикулярно капиллярной трубке выполнен радиальный капилляр, при этом указанный конец капиллярной трубки введен в полость радиального капилляра, диаметр которого больше диаметра капилляра трубки, а сообщение концов капиллярной трубки с источником рабочего агента осуществлено помещением капиллярной трубки с пробкой в прозрачный герметизированный корпус, соединенный с источником рабочего агента, при этом радиальный капилляр пробки расположен горизонтально, а капиллярная трубка расположена наклонно к горизонтальной плоскости.

1357791 (У0Е 2

Составитель В. Вощанкин

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишийец

Редактор В.Данко

Заказ 5989/41

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4