[发明专利]一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及水合物抑制剂性能评价领域，具体涉及一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置。

背景技术

在高压低温的条件下，水分子通过氢键作用形成多面体的笼型孔穴，这些孔穴能围绕并将客体分子包裹在多面体里面形成类似于冰状晶体的水合物，形成水合物的常见气体包括：甲烷、乙烷、丙烷、氮气、二氧化碳和硫化氢等。在石油、天然气开采和加工运输过程中，很容易产生水合物，影响油气输送，严重时，水合物会堵塞管道，带来极大的经济损失和安全隐患。

注入化学抑制剂是目前抑制天然气水合物最经济、最方便、常采用的方法，也是被重点关注和研究的技术。添加的化学抑制剂包括水合物热力学抑制剂（THI）和低剂量水合物抑制剂（LDHI），低剂量水合物抑制剂主要包括水合物动力学抑制剂（KHI）和防聚剂（AA）。热力学抑制剂在水溶液中需要高浓度才能发挥抑制性能，质量分数一般为1%~6%，具有用量大、环境不友好、成本高等缺点，所以研究人员逐渐开发多种低成本、低剂量、环境友好的低用量水合物抑制剂以逐步替代热力学抑制剂。低剂量水合物抑制剂中动力学抑制剂能延缓水合物晶体成核时间或者阻止晶体的进一步成长，从而使管线中流体在其温度低于水合物形成温度(即在一定的过冷度△t)下流动，而不出现水合物堵塞现象；防聚剂不能防止水合物的形成，却能和油相混在一起被吸附到水合物颗粒的表面，使水合物晶粒悬浮在冷凝相中，形成油包水的乳状液，使水合物以很小的颗粒分散在油相中，从而阻止水合物聚集，从而使水合物晶体在油相中成浆液状输送而不堵塞管线。目前低剂量水合物抑制剂已经在工业上现场应用，但由于油气开采和运输的现场工况复杂、环境恶劣，单一的低剂量水合物抑制剂的抑制效果并不够理想，所以很多研究者在开发新型高效的低剂量水合物抑制剂的同时，也着力研究热力学抑制剂和低剂量水合物抑制剂的联合使用以及低剂量水合物抑制剂之间的联合使用。

目前用于低剂量水合物抑制剂性能评价的装置主要有带搅拌的高压反应釜和环流实验装置。带搅拌的高压反应釜用搅拌导致的液体扰动代替实际管道中的流体流动，通过温度、压力信号判断水合物的生成，使用该装置不能了解产生水合物后釜内浆液流动情况，难以确定水合物堵塞的时间，所以不能用于评价防聚剂的防聚性能。以泵驱动流体循环的大型环流装置主要用来评价流体流动安全，在评价抑制剂方面因其一次实验周期长，操作复杂、注入液体体积大，耗气多，投资大、不能快速高效的筛选水合物抑制剂等缺点而无法广泛使用。

因此，现有装置和技术有待于完善和发展。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种评价水合物抑制剂性能的摇摆反应装置，包括恒温箱、进气系统、进液系统、设置于恒温箱内的高压反应釜、摇摆系统，以及数据采集系统，所述高压反应釜分别连接进气系统、进液系统，所述数据采集系统用于获取高压反应釜的温度、压力、位移信号及高压反应釜内视频数据，所述摇摆系统固定高压反应釜并使之产生周期性摇摆。

进一步地，所述高压反应釜包括透明管、分别设置于透明管固定端和摇摆端的固定端釜盖及摇摆端釜盖，所述固定端釜盖和摇摆端釜盖之间通过分布均匀的四根紧固螺栓固定，所述透明管内置一小球，所述固定端釜盖连接设置有连通透明管的四通阀。

进一步地，所述固定端釜盖和摇摆端釜盖与透明管之间由橡胶密封圈密封。

进一步地，所述透明管的内径为12mm，外径为20mm，长度为200mm，透明管可耐压0~12MPa，小球直径为9mm。

进一步地，所述进气系统包括高压气瓶、连接高压气瓶减压阀、排气阀门、共同进气阀门、釜进气阀门，它们之间通过不锈钢管线顺次连接，所述釜进气阀门与所述四通阀连接。

进一步地，所述摇摆系统包括底板、固定支架、摇摆支架、电机、连杆、连接电机的偏心轮、滑动轨道、滑块，所述固定支架竖直固定在底板上，通过滚动轴承与固定端釜盖活动连接；所述摇摆支架与摇摆端釜盖通过滚动轴承活动连接，所述连杆两端分别通过滚动轴承与偏心轮和滑块活动铰接，所述滑块位于滑动轨道内，所述摇摆支架与滑块相连接。

进一步地，所述的进液系统包括进液口、进液阀门、三通阀、真空泵和阀门，所述进液口通过进液阀门、三通阀连接四通阀，所述真空泵通过阀门连接三通阀。