[发明专利]一种清管器性能与清管效果测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种清管器性能与清管效果测试装置及方法，其包括清管器发射与接收单元，清管器发射与接收单元包括清管器发射单元和清管器接收单元；进气口经气体供应与计量单元与清管器发射单元入口端连接，清管器发射单元出口端经清管运行测量单元与清管器接收单元连接；位于清管运行测量单元末端还连接终端积液接收单元；气体供应与计量单元包括空气压缩机，进气口与空气压缩机入口连接，空气压缩机出口经第一阀门、缓冲罐、第二阀门与空气过滤器入口连接，空气过滤器出口经第三阀门与气体流量计入口连接；气体流量计出口经第四阀门与清管器发射与接收单元连接。本发明能够精确测试清管器的运行速度变化、清管段塞量的大小以及清管积液的运移过程。

技术领域

本发明涉及一种油气集输系统多相流动技术领域，特别是关于一种清管器性能与清管效果测试装置及方法。

背景技术

天然气管道的长期运行会在管道内积聚凝析液，使管道流通面积减小、能量损耗增大，极大地降低管输效率，在特定条件下还可能生成水合物堵塞管道。通常采用定期清管的方法解决凝析液积聚问题。

传统清管器通过皮碗或球体对管道进行密封使背压升高，依靠前后压差推动其在管道中运动进行清管作业。实际生产中输气管气体流量大、流速快。由于前后密闭，传统清管器速度与气流速度基本相当，从而导致清管器上下游发生严重窜漏，清管效率降低，液体不能被完全清除。同时，高速运行的清管器带动机械杂质与管道内壁产生强烈的摩擦，破坏管道涂层、缩短管道寿命。此外清管器的高速运行，会产生巨大的动量，对管道的弯头、仪表、收球筒等产生巨大的冲击破坏，更为重要的是，由于清管器速度过快，造成大量液体在清管器下游积聚，当清管器到达终端时，积聚的清管段塞量往往超过下游段塞流捕集器的处理能力，从而造成捕集器溢流等生产事故，对下游处理系统的安全稳定运行带来影响。

目前，国内外多采用射流清管器进行清管作业，以解决传统清管器清管速度过快、清管段塞量过大带来的一系列生产安全问题。射流清管器依靠旁通孔降低清管器前后压差，减小清管器速度，从而显著减少清管段塞量，保证下游处理系统的安全稳定运行。对于一定的密封结构，清管器的旁通率是影响射流清管效果的主要因素。当旁通率为零时，即为传统清管器，旁通率过低，则驱动压差过大，使清管器速度和清管段塞量过大，达不到安全清管的目的，旁通率过高，驱动压差过低，导致清管器卡堵，造成生产事故。因此，为提高射流清管器的清管效率，同时保证清管作业及下游设备的安全稳定运行，需对旁通率进行优选，深入探究旁通气体与射流清管器下游积液运移规律间的耦合作用机制，研究有无旁通以及不同密封结构下清管效果的差异，然而目前尚未出现相应的清管旁通选优与清管积液测试装置及方法，从而无法进行清管器性能与清管效果的测试。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种清管器性能与清管效果测试装置，该装置能针对不同的运行工况(气量和积液量)条件，不同的清管器结构参数(旁通率和皮碗密封结构)评价清管器性能和清管效果，包括清管器运行速度的变化、清管积液运移规律以及终端清管段塞量的大小，从而优选清管器的旁通率，解决生产中清管器旁通孔大小与清管器密封结构的适配性问题，为清管器结构的优化设计提供参考依据。

本发明的另一目的是提供清管器性能与清管效果测试方法，该方法以清管器平稳运行速度和清管段塞量作为旁通优选的性能指标，可得到不同旁通率下的清管速度和清管段塞量的变化规律，准确评价不同的清管器结构参数和生产运行参数下的清管器运行速度和清管段塞量，从而评价清管器性能和清管效果，同时还能获得清管积液运移过程与清管器性能的内在关系。