[发明专利]一种高压蜡沉积模拟装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气储运试验设备领域，具体的是一种高压蜡沉积模拟装置，还是一种高压蜡沉积模拟方法。

背景技术

随着深海油气资源的开采，海底管道输送是其重要环节。深海油气管道多采用油气水多相混输技术，管道处在高压低温的海底环境下，容易在输送过程中导致水合物的生成，产生水合物浆液。海底原油有些是含蜡的，含蜡原油在海底输送管道输送过程可能会有蜡沉积过程发生，而水合物对蜡沉积过程的影响是研究含蜡原油海底输送的重要部分。目前，有不少研究常压下蜡沉积的实验装置，比如冷板实验、旋转圆盘实验、环道实验、冷指实验等，但这些都是一些常压实验装置，不能模拟研究海底管道高压低温环境下有水合物存在时的蜡沉积过程。研发一种高压蜡沉积模拟装置显得尤为重要。

常压下的蜡沉积实验中，微观观察蜡晶时常采用直接打开容器盖进行取样，然后制样，并在偏光显微镜下观察蜡晶状态，常压下的这种取样过程不会影响蜡沉积试验的继续进行。而高压下水合物浆液的蜡沉积过程，如果也采用常压下打开容器盖直接取样的方法，水合物将会分解，蜡晶状态也因为压力发生变化而改变。另外，高压下的蜡沉积实验中，开盖取样也会影响后续蜡沉积实验的继续进行。因此，发明一种高压下水合物浆液的蜡沉积实验过程中的取样方法很有必要。

发明内容

为了解决现有技术中没有高压蜡沉积模拟实验装置的问题，本发明提供了一种高压蜡沉积模拟装置和方法，该高压蜡沉积模拟装置和方法可实现高压环境下的蜡沉积模拟实验、粘度在线检测以及可视化过程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压蜡沉积模拟装置，包括高压釜，高压釜内含有搅拌桨和冷指，冷指连接有第一温度控制系统，第一温度控制系统能够控制冷指的温度，搅拌桨连接有用于驱动搅拌桨转动的驱动机构，所述高压蜡沉积模拟装置还包括能够在高压釜内的高压环境下取样的取样机构。

一种高压蜡沉积模拟方法，使用了上述的高压蜡沉积模拟装置，该高压蜡沉积模拟方法包括以下步骤：

步骤1、向高压釜内注入含蜡原油乳状液样品和用来生成水合物的高压气体；

步骤2、打开驱动机构，在搅拌桨的搅拌下生成水合物浆液；

步骤3、当高压釜内流体粘度发生变化时，取样观察该样品的生成情况；

步骤4、当该样品生成稳定水合物浆液后，关闭驱动机构，进行静态高压下的水合物浆液蜡沉积冷指实验，在该实验进行的过程中不间断对流体样品取样，观察蜡晶状态；

步骤5、在该静态高压下的水合物浆液蜡沉积冷指实验完成后，对高压釜泄压，打开高压釜，取出冷指，对沉积在冷指表面的蜡层厚度、硬度、含蜡量进行研究。

本发明的有益效果是，

1、所述高压釜与高压气瓶连接，高压气瓶为高压釜提供足够的压力和气源，高压釜内的高压环境能够保持水合物生成后浆液的稳定性，保证高压下水合物浆液蜡沉积实验的顺利进行。

2、所述冷指设计为耐压的，由内外两层圆筒形不锈钢组成，两个同心圆筒的两端为完全封闭的，且不锈钢需要加厚以承受高压釜内的高压环境，两层圆筒形不锈钢之间设有循环水套，循环水套与冷指温度控制系统连接，内层圆筒的中心部分用来放置搅拌桨，进行蜡沉积实验时冷指温度一般低于高压釜内温度，形状又为竖直圆柱形，故称冷指；所设计冷指强度足够承受一定高压，有独立温度控制系统控制冷指温度，使得蜡沉积实验中冷指与釜内温度之间产生温差，为蜡分子的扩散提供保证。

3、所述循环水套有两套，一套循环水套用来控制冷指温度，一套循环水套用来控制高压釜内的温度；循环水套能比较精准的控制冷指表面和高压釜内的温度。

4、所述温度控制系统有三组，一组温度控制系统控制高压釜内温度，一组温度控制系统控制冷指表面温度，一组温度控制系统控制可视玻璃窗的温度；温度控制系统互不干扰，可视玻璃窗的温度在观察时通过偏光显微镜温度系统控制。

5、所述取样器分别通过两个阀门与高压釜和可视玻璃窗连接；取样器两端分别通过阀门与高压釜和可视玻璃窗连接，取样时首先关闭连接可视玻璃窗的阀门，打开连接高压釜的阀门，靠高压釜内的压力将样本打入到取样器，而后关闭连接高压釜的阀门，打开连接可视玻璃窗的阀门，样本流入可视玻璃窗，可以随时取样，而且可以避免打开高压釜盖取样时对实验过程的影响，取样简单，造价便宜。