油气集输试验指导书

（油气储运工程专业用）

田野主编

范世东主审

2006年2月

实验目录

一、实验目的…………………………………………………………

二、实验内容

三、实验一管道输送流量、压力和温度测试实验

3.1 实验目的…………………………………………………………

3.2实验设备与实验原理……………………………………………

3.2.1实验设备……………………………………………………

3.2.2实验原理……………………………………………………

3.3 实验装置及流程…………………………………………………

3.3.1实验装置…………………………………………………

3.3.2实验流程…………………………………………………

3.4实验步骤…………………………………………………………

四、实验二原油泵站仿真培训系统

4.1系统组成………………………………………………………

4.2仿真培训系统的运行…………………………………………

4.3 系统仿真操作…………………………………………………

五、实验报告

5.1原油泵站仿真培训系统实验报告……………………

5.2 两相流实验报告…………………………………………

油气集输实验指导书

一、实验目的

油气集输研究的主要对象是油、气田生产过程中原油及天然气的收集和输送问题。通过本课程的实验教学，可使学生对集输工艺元件的结构特点以及有关工艺流程有一定了解；能利用相关工艺软件编程计算部分冷凝和部分汽化、露点与泡点、节流制冷工艺、膨胀制工艺；掌握乳状液的鉴别和含水量的测定、气液两相流流型的测定、气液两相流参数的测定方法；通过在仿真计算机终端模拟实施改变某一站的工艺控制参数、给定值、泵组合，启停泵、开关阀门、倒流程等操作训练，让学生对抽象的理论知识有一个感性的认识，进一步提高基本实验技能，训练学生实际动手能力。

二、实验内容

1.集输工艺元件实验

由教师讲解SJT-88型精馏塔装置、列管式换热器、XFQ-88旋风式分离器、TST填料吸收塔、过滤器等仪器设备，掌握气体的脱水（甘醇）、甘醇的再生、气体中机械杂质的分离等工艺流程。

2. 轻烃回收上机实验

通过相关工艺计算软件，学生使用计算机编程开展部分冷凝和部分汽化、露点与泡点的计算、节流制冷工艺计算、膨胀制工艺计算，使学生对课本理论知识得到进一步加深。

实验仪器：。

3.乳状液的鉴别和含水量的测定

利用显微镜、汽轮机油破乳时间测定仪、离心机等仪器设备对乳状液的类型进行鉴别、破乳，同时开展乳状液含水量的测定。

实验仪器：。

4.两相流模拟实验

利用两相流实验台架开展气液两相流流型的测定、气液两相流参数的测定。5．原油泵站仿真培训系统

在仿真计算机终端实施改变某一站的工艺控制参数、给定值、泵组合，启停泵、开关阀门、倒流程等操作；设计各种事故工况，实施操作，训练对事故工况

的处理能力；演示各种水击事故超前保护运作过程等。

三、实验一 两相流模拟实验

3.1实验目的

1. 了解电阻式应变压力传感器、热电阻温度变送器和电磁流量计的工作原理。

2. 了解数据采集的基本原理,包括采样、量化和编码一系列的A/D 转换过程。

3. 测定主泵工作在不同频率下管道的流量。

4. 测定当前环境温度。

5. 测定主泵工作在不同频率下管道上的10个压力取样点的值，并分析管道特性曲线。

3.2实验设备与实验原理

3.2.1实验设备

（1）水池。内径ф2.5m ，高1.8m ，中间设有ф1m 的圆桶；（2）管道。长度为150m ，直径为120mm ，包括两段长为1m 的透明玻璃管；（3）主泵。型号为100LXLN-115-19，功率为15KW ，转速1450转/分，总扬程19m ，流量为115m 3/h ；（4）数据采集系统。包括各类型的传感器、LU-906M 智能调节仪、XSJ 流量积算仪和计算机等；

表1 系统传感器列表

（1） 压力变送器

电阻应变式传感器是根据弹性元件在应力σ拉伸作用下发生应变ε而使电阻改变的原理制成的。它的阻值变化与其物理性质的关系如式（1）

ερ

ρνK R R =∆-+=∆)21( （1） 式中，ν为材料的泊松比，ρ为电阻率，K 代

表应变灵敏系数，即每单位应变引起的阻值相

对变化量。作为测量应变的敏感元件，K 越大

越好。忽略影响小的项可得材料的灵敏系数分

别为ν21+=K 和E K π=。其中π为压阻系

数，E 为材料的弹性模量。由于ν、π、E 都

是常数。由此可见电阻的变化量与应变（压力）

成正比，因此可根据阻值来测压力。电阻式传感 图1 电阻式压力传感器测压原理

器测压原理如图1所示，其中应变电桥由恒流源供电，当传感器上无压力时，R1=R2=R3=R4，

左右桥臂的电流相等，即I1=I2。有压力时R4减小，R2增大，因I2不变导致b点电位升高；

同时R3增大，R1减小，引起a点电位下降；ab间的电压反应了压力的大小。

JYB-KO-HAG型压力/液位变送器的工作原理是利用单晶硅的压阻效应，在单晶硅膜片上扩散一个惠斯登电桥，被测压力通过隔离膜片和灌充的硅油传送到敏感元件上，由于压阻效应，四个桥臂电阻的阻值发生变化，电桥失衡，敏感元件输出端就有一个对应于压力变化的

信号输出。此信号经由IC放大电路和信号调理电路，输出一个4-20mA的电流信号。（2）温度变送器

热电阻或热敏电阻都是利用材料的电阻对温度敏感的特性制成的电阻温度传感器，在工业中被广泛应用。与热电偶相比，在低温区域，热电阻产生的电动势较大，测量精度较高，而且不存在冷端补偿问题。JWB一体化温度变送器是一种接触式测量温度的现场用仪表，通常与其相应的二次仪表或计算机采集测量系统配套使用,可准确测量生产工作过程中各种介质或物体的温度（使用范围 -200℃～1600℃）。 JWB一体化温度变送器是在装配式温度传感器的防水或隔爆接线盒内装入放大变送模块，与传感器连接形成一体化，输出标准4～

20mA DC（两线制）。

（3）液体流量计

KTLDE型智能电磁流量计适用测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量，如洁净水、污水、各种酸碱盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆以及食品主面的液体等。KTLDE型智能电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应原理定律，如图2所示，导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电势，其感应电热E为：

E （2）

kB

D

V

式中：k--------仪表常数；

B--------磁感应强度；

V--------测量管道截面内的平均流

速；

D--------测量管道截面的内径；

测量流量时，导电性液体以速度V流过垂直于

流动方向的磁场，导电性液体的流动感应出一个

与平均流速成正比的电压，其感应电压信号通过

二个或二个以上与液体直接接触的电极输出，并

通过电缆送至转换器通过智能化处理，然后通过

LCD显示和转换成标准信号4～20mA或0～1kHz输出。图2 电磁流量计工作原理（4）数据采集基本原理

“数据采集”是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。数据采集基本原理是将连续时间信号转换为离散数字信号，包括采样、量化和编码，通常称为A/D转换过程，其工作原理如图3所示。