一種天然氣水合物沉積特性測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)公開了一種天然氣水合物沉積特性測試裝置，系統(tǒng)利用離心泵與壓縮機將混合罐下部液體與上部氣體分別驅(qū)動至實驗環(huán)道，從而保證其流動穩(wěn)定。在環(huán)道沿線分布設(shè)置八個玻璃管道和取樣閥，可實時顯示流體在環(huán)道沿線的形態(tài)變化，實時獲取管道沿線的流體樣本進行分析。同時，相應(yīng)地分布設(shè)置八個壓力傳感器和溫度傳感器，可結(jié)合流體流態(tài)與樣本對其流動特性進行分析。環(huán)道放置于空氣浴內(nèi)，可模擬實際生產(chǎn)管道周圍的環(huán)境狀況。與現(xiàn)有的天然氣水合物沉積特性測試裝置相比，本實用新型專利技術(shù)具有流程簡單、流動穩(wěn)定、可重復(fù)性高、全過程可視、多階段取樣、測量精確、自動化程度高的特點。

A Testing Device for Sedimentation Characteristics of Natural Gas Hydrate

The utility model discloses a device for measuring the deposition characteristics of natural gas hydrate. The system uses centrifugal pump and compressor to drive the lower liquid and upper gas of the mixing tank to the experimental loop respectively, so as to ensure its flow stability. Eight glass pipes and sampling valves are set up along the loop, which can display the shape change of the fluid along the loop in real time and obtain the fluid samples along the pipeline for analysis in real time. At the same time, eight pressure sensors and temperature sensors are distributed correspondingly, which can be used to analyze the flow characteristics of the fluid in combination with the flow pattern and samples. The loop is placed in the air bath, which can simulate the environment around the actual production pipeline. Compared with the existing gas hydrate deposition characteristics testing device, the utility model has the advantages of simple flow, stable flow, high repeatability, visible whole process, multi-stage sampling, accurate measurement and high automation.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種天然氣水合物沉積特性測試裝置
本技術(shù)屬于多相管流
，特別是涉及一種天然氣水合物沉積特性的測試裝置。
技術(shù)介紹
氣體水合物是由水分子和氣體分子在低溫高壓條件下結(jié)合而成的籠狀晶體物質(zhì)。由于油氣集輸環(huán)境及集輸系統(tǒng)具有高壓、低溫、長距離、大高差的特點，氣體水合物很容易在油氣輸送管線中形成并引發(fā)堵塞，有礙正常生產(chǎn)。通常情況下，管線中水合物堵塞形成后，往往需要數(shù)周的時間來將其清除，由此帶來的經(jīng)濟損失十分巨大。因此，油氣輸送管線的水合物防堵已成為石油工業(yè)流動安全保障領(lǐng)域的研究熱點，而導(dǎo)致管線堵塞的主要原因是水合物生成后在管線內(nèi)的沉積。由于水合物在管線內(nèi)的沉積過程復(fù)雜、影響因素多且實驗條件有限，對水合物沉積特性的研究仍較為缺乏，有待進一步深入研究。因此，研究天然氣水合物在管道中的沉積規(guī)律有著重要指導(dǎo)意義。為測試天然氣水合物的沉積特性，王武昌等人提出了一種可模擬天然氣水合物流動沉積的低壓環(huán)道系統(tǒng)(王武昌,李玉星,樊栓獅,等.HCFC-141b水合物漿流動特性實驗[J].低溫工程,2010,2010(4):13-17.)。將天然氣和實驗用油注入原料儲罐，利用磁力泵驅(qū)動油氣混合物在環(huán)道內(nèi)循環(huán)流動，設(shè)置一段透明管道可觀察管內(nèi)流動狀態(tài)。其存在主要問題是，裝置雖然設(shè)置了透明管路，但其僅限于一小段，無法完全顯示天然氣水合物在管道中的形成與沉積過程。裝置未設(shè)置取樣閥，無法獲取流體樣本而對其進行分析。天然氣直接注入至原料儲罐進而利用磁力泵驅(qū)動，氣液分層會導(dǎo)致磁力泵無法將氣液均勻混合泵入環(huán)道。因此，此系統(tǒng)易出現(xiàn)流動不穩(wěn)定問題，實驗結(jié)果的可重復(fù)性不高，無法顯示和分析天然氣水合物沉積過程的樣本特征。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本技術(shù)的目的是提供一種流動穩(wěn)定、可重復(fù)性高、全過程可視、多階段取樣的測試裝置。本技術(shù)利用離心泵與壓縮機將混合罐下部液體與上部氣體分別驅(qū)動至實驗環(huán)道，從而保證其流動穩(wěn)定。在環(huán)道沿線分布設(shè)置八個玻璃管道和取樣閥，可實時顯示流體在環(huán)道沿線的形態(tài)變化，實時獲取管道沿線的流體樣本進行分析。同時，相應(yīng)地分布設(shè)置八個壓力傳感器和溫度傳感器，可結(jié)合流體流態(tài)與樣本對其流動特性進行分析。環(huán)道放置于空氣浴內(nèi)，可模擬實際生產(chǎn)管道周圍的環(huán)境狀況。本技術(shù)具體的技術(shù)方案如下：一種天然氣水合物沉積特性測試裝置，包括注油系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和環(huán)道系統(tǒng)三個部分，所述注油系統(tǒng)和注氣系統(tǒng)通過三通與環(huán)道系統(tǒng)連接；所述注油系統(tǒng)包括依次連接的混合罐、球閥一、第一離心泵、第一質(zhì)量流量計、球閥二和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注油；所述注氣系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機、緩沖罐、球閥三、第二質(zhì)量流量計、球閥四和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注氣；所述環(huán)道系統(tǒng)包括球閥五、第三質(zhì)量流量計、八個壓力傳感器、八個溫度傳感器、八個取樣閥、八個玻璃管和空氣浴，用于采集流體在環(huán)道內(nèi)的流動參數(shù)；所述壓縮機與混合罐上部相連，用于驅(qū)動混合罐上部的天然氣；所述環(huán)道置于空氣浴內(nèi)，用于模擬管道的環(huán)境溫度；所述混合罐外層設(shè)有夾套并與水浴相連，從而控制罐內(nèi)溫度；所述混合罐下部設(shè)有放空閥，用于排出實驗廢液；所述混合罐上部設(shè)有攪拌器，用于攪拌實驗流體使其受熱均勻；所述環(huán)道末端與混合罐上部相連，流體最終流回至混合罐。所述壓縮機出口與緩沖罐相連，用于穩(wěn)定氣體流量與壓力。所述緩沖罐上部設(shè)有壓力傳感器，可實時顯示罐內(nèi)壓力。所述環(huán)道沿線分布著八個壓力傳感器，用于采集流體的壓力數(shù)據(jù)。所述環(huán)道沿線分布著八個溫度傳感器，用于采集流體的溫度數(shù)據(jù)。所述環(huán)道沿線分布著八個取樣閥，用于實時獲取環(huán)道沿線流體的實驗樣本。所述環(huán)道沿線分布著八個玻璃管，用于顯示流體在管道內(nèi)的流動狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：(1)利用離心泵與壓縮機將混合罐下部液體與上部氣體分別驅(qū)動至實驗環(huán)道，從而保證其流動穩(wěn)定。(2)在環(huán)道沿線分布設(shè)置八個玻璃管道，可實時顯示流體在環(huán)道沿線的形態(tài)變化，實現(xiàn)流體流動的全過程可視。(3)在環(huán)道沿線分布設(shè)置八個取樣閥，通過多階段取樣可實時獲取管道沿線的流體樣本進行分析。(4)環(huán)道放置于空氣浴內(nèi)，可模擬實際生產(chǎn)管道周圍的環(huán)境狀況。附圖說明圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-水浴；2-混合罐；3-放空閥；4-球閥一；5-離心泵；6-第一質(zhì)量流量計；7-球閥二；8-壓縮機；9-緩沖罐；10-第九壓力傳感器；11-球閥三；12-第二質(zhì)量流量計；13-球閥四；14-球閥五；15-第三質(zhì)量流量計；16-第一壓力傳感器；17-第一溫度傳感器；18-第一取樣閥；19-第一玻璃管；20-第二壓力傳感器；21-第二溫度傳感器；22-第二取樣閥；23-第二玻璃管；24-第三壓力傳感器；25-第三溫度傳感器；26-第三取樣閥；27-第三玻璃管；28-第四壓力傳感器；29-第四溫度傳感器；30-第四取樣閥；31-第四玻璃管；32-第五壓力傳感器；33-第五溫度傳感器；34-第五取樣閥；35-第五玻璃管；36-第六壓力傳感器；37-第六溫度傳感器；38-第六取樣閥；39-第六玻璃管；40-第七壓力傳感器；41-第七溫度傳感器；42-第七取樣閥；43-第七玻璃管；44-第八壓力傳感器；45-第八溫度傳感器；46-第八取樣閥；47-第八玻璃管；48-空氣浴。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施例來詳細(xì)說明本技術(shù)。以下內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本技術(shù)所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定為本技術(shù)的具體實施只局限于這些說明。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替代，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本技術(shù)的保護范圍。如圖1所示，本技術(shù)包括注油系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和環(huán)道系統(tǒng)四個部分，所述注油系統(tǒng)和注氣系統(tǒng)通過三通與環(huán)道系統(tǒng)連接。其中所述的注油系統(tǒng)包括水浴1、混合罐2、放空閥3、球閥一4、離心泵5、第一質(zhì)量流量計6、球閥二7和連接其中的管路。所述第一水浴1與油罐2的外層夾套相連，通過循環(huán)熱水控制油罐2內(nèi)的溫度。所述油罐2上設(shè)有攪拌器，用于攪拌實驗流體使其受熱均勻。所述放空閥3與油罐2的底部相連，用于排放實驗廢液。所述離心泵5通過球閥一4與油罐2底部相連，可驅(qū)動油罐2內(nèi)的流體。所述第一質(zhì)量流量計6與離心泵5相連，可計量實驗用油的流量。所述球閥二7與第一質(zhì)量流量計6相連，用于控制注油系統(tǒng)的開關(guān)。所述注氣系統(tǒng)包括壓縮機8、緩沖罐9、第九壓力傳感器10、球閥三11、第二質(zhì)量流量計12、球閥四13和連接其中的管路。所述壓縮機8的進口與油罐2的上部相連，可驅(qū)動油罐2上部空間的天然氣。所述緩沖罐9與壓縮機8的出口相連，可穩(wěn)定氣體流量和壓力。所述第二質(zhì)量流量計12通過球閥三11與緩沖罐9相連，用于計量氣體流量。所述球閥四13與第二質(zhì)量流量計12相連，用于控制注氣系統(tǒng)的開關(guān)。所述環(huán)道系統(tǒng)包括球閥五14、第三質(zhì)量流量計15、第一壓力傳感器16、第一溫度傳感器17、第一取樣閥18、第一玻璃管19、第二壓力傳感器20、第二溫度傳感器21、第二取樣閥22、第二玻璃管23、第三壓力傳感器24、第三溫度傳感器25、第三取樣閥26、第三玻璃管27、第四壓力傳感器28、第四溫度傳感器29、第四取樣閥30、第四玻璃管31、第五壓力傳感器32、第五溫度傳感器33、第五取樣閥34、第五玻璃管35、第六壓力傳感器36、第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.天然氣水合物沉積特性測試裝置，其特征在于該裝置包括注油系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和環(huán)道系統(tǒng)三個部分，所述注油系統(tǒng)和注氣系統(tǒng)通過三通與環(huán)道系統(tǒng)連接；所述注油系統(tǒng)包括依次連接的混合罐、球閥一、第一離心泵、第一質(zhì)量流量計、球閥二和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注油；所述注氣系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機、緩沖罐、球閥三、第二質(zhì)量流量計、球閥四和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注氣；所述環(huán)道系統(tǒng)包括球閥五、第三質(zhì)量流量計、八個壓力傳感器、八個溫度傳感器、八個取樣閥、八個玻璃管和空氣浴，用于采集流體在環(huán)道內(nèi)的流動參數(shù)；所述壓縮機與混合罐上部相連，用于驅(qū)動混合罐上部的天然氣；所述環(huán)道置于空氣浴內(nèi)，用于模擬管道的環(huán)境溫度；所述混合罐外層設(shè)有夾套并與水浴相連，從而控制罐內(nèi)溫度；所述混合罐下部設(shè)有放空閥，用于排出實驗廢液；所述混合罐上部設(shè)有攪拌器，用于攪拌實驗流體使其受熱均勻；所述環(huán)道末端與混合罐上部相連，流體最終流回至混合罐。

【技術(shù)特征摘要】
1.天然氣水合物沉積特性測試裝置，其特征在于該裝置包括注油系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)和環(huán)道系統(tǒng)三個部分，所述注油系統(tǒng)和注氣系統(tǒng)通過三通與環(huán)道系統(tǒng)連接；所述注油系統(tǒng)包括依次連接的混合罐、球閥一、第一離心泵、第一質(zhì)量流量計、球閥二和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注油；所述注氣系統(tǒng)包括依次連接的壓縮機、緩沖罐、球閥三、第二質(zhì)量流量計、球閥四和連接管路，用于向環(huán)道內(nèi)注氣；所述環(huán)道系統(tǒng)包括球閥五、第三質(zhì)量流量計、八個壓力傳感器、八個溫度傳感器、八個取樣閥、八個玻璃管和空氣浴，用于采集流體在環(huán)道內(nèi)的流動參數(shù)；所述壓縮機與混合罐上部相連，用于驅(qū)動混合罐上部的天然氣；所述環(huán)道置于空氣浴內(nèi)，用于模擬管道的環(huán)境溫度；所述混合罐外層設(shè)有夾套并與水浴相連，從而控制罐內(nèi)溫度；所述混合罐下部設(shè)有放空閥，用于排出實驗廢液；所述混合罐上部設(shè)有攪拌器，用于攪拌實驗流體使其受熱均勻；所述環(huán)道末端與混合罐上部相連...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁琳，王文奇，周群群，王梓晨，馮啟蒙，趙培豪，孫燕美，劉杰，
申請(專利權(quán))人：丁琳，
類型：新型
國別省市：山東,37