[发明专利]多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具

说明书

本发明为一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，多相流管道机械清蜡模拟试验装置包括试验台，试验台上固定设置有多相流管道组件，多相流管道组件包括主管道，主管道内设有沿轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，主管道内设置有清管器，清管器上连接有一端穿出主管道的绳索；主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，清蜡阻力检测机构包括测力传感器，绳索所述测力传感器上方的一端连接有电动绞车驱动机构；主管道的一侧平行间隔设置有能观测清管作业的观测机构；多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括控制系统。该实验装置能够模拟在多相流集输管道中用机械方式清蜡，适用于模拟海洋石油集输管道清蜡研究。

技术领域

本发明涉及一种测量仪器，尤其涉及一种模拟海洋石油多相流集输管道机械式清蜡试验装置及制作蜡沉积物的模具。

背景技术

随着世界经济的发展，对石油天然气能源需求激增，海洋油气开采广泛得到各国的关注。在海洋油气开采过程中，多相集输方式是主要的输送油气的方式。由于海洋特殊的低温环境，使得输送管道壁与输送油气产生较大的温度差，原油中的蜡晶分子在管壁发生沉积，从而在管壁上形成蜡沉积物。随着沉积时间的增加，蜡沉积物会严重降低管道输送能力，甚至会发生停输等重大问题。在上个世纪90年代美国能源部曾统计过修复深度400m堵塞的海底管道，每千米的修理费用高达62.1万美元，投入成本非常高。

为了保证油气的安全可靠输送，目前普遍采用定期对输送管道内部的蜡沉积物进行清除的方法。机械式清除是其中一种常见方式，其采用的清理工具被称为清管器。清管器的种类有很多，例如：皮碗式，直板式，清管球，泡沫清管器等等。在实际机械式清管过程中，由于蜡沉积物太硬或蜡塞阻力过大，容易出现清管器的卡堵问题，从而导致二次堵塞严重问题。为了防止这些问题出现，很有必要对清蜡的阻力包括沉积物剥离力和蜡塞阻力进行研究，提出合理的蜡沉积物剥离力和蜡塞阻力的计算公式，从而保证机械式清管的安全可靠运行。

目前，现有技术中存在一种原油管道通球清蜡模拟实验装置及实验方法，该实验装置和试验方法中，主要是模拟原油单相流的蜡层物，蜡层物形状为环形。针对集输多相流的问题，没有考虑，特别当输送的是油气两相流时候，蜡沉积物为月牙形而非环形；而且该装置的管道中没有装原油，跟实际管道有很大差别；同时该实验装置和实验方法只能测得清管器清蜡阻力，不能在线观测清蜡过程中蜡屑的迁移运动。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验与实践，提出一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，该实验装置解决现有技术中存在的问题，能够模拟在多相流集输管道中用机械方式清蜡，适用于模拟海洋石油集输管道清蜡研究。

本发明的目的是这样实现的，一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置，包括底部设置的试验台，所述试验台上固定设置有多相流管道组件，所述多相流管道组件包括水平设置、且两端封闭的透明的主管道，所述主管道内设有沿所述主管道轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，所述主管道内能滑动地设置有清管器，所述清管器上连接有一端穿出所述主管道的绳索；所述主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，所述清蜡阻力检测机构包括固定串接于所述绳索上的测力传感器，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端连接有能驱动所述清管器进行清管作业的电动绞车驱动机构；所述主管道的一侧平行间隔设置有能观测所述主管道内清管作业的观测机构；所述多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括能够控制所述电动绞车驱动机构、所述观测机构的控制系统。