[实用新型]一种用于深水油气集输管线中天然气水合物研究的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于深水油气管线输送流动安全保障技术领域，具体涉及一种用于深水油气集输管线中天然气水合物研究的实验装置。

背景技术

在石油工业领域的油气开采和输送过程中，由于高压和低温条件，很容易形成天然气水合物，天然气水合物是由水分子和甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等小分子气体在一定条件下结合形成的固体化合物，它的形成会堵塞管路有碍正常生产。目前，油气资源的开采正不断向深水和超深水领域发展，而深水油气集输管线(水平管及海洋立管)所处环境具有长距离、大高差、低温、高压等特点，管线内非常容易生成天然气水合物并产生堵塞，对正常生产造成严重威胁。因此，对深水油气集输管线中天然气水合物防治技术的研究就显得尤为重要和突出。

针对天然气水合物防治技术的研究，目前最有效的手段就是通过搭建相关实验装置对实际生产过程进行模拟。相关实验装置主要包括固定式反应釜装置、摇晃式反应釜装置、轮式流动模拟器装置及环道流动装置。其中，通过环道流动装置对水合物防治技术进行的研究最为有效，与实际生产过程也最为相似。目前，已有部分环道流动装置用于天然气水合物防治技术的研究，但这些装置都具有一定缺陷，尤其不能满足对深水油气集输管线中水合物防治技术的研究。例如，这些装置虽可对水平管线内水合物的形成过程和流动特性进行研究，但并不能有效的对深水立管管线内水合物的形成过程和流动特性进行研究。同时，这些装置对水平管线内水合物的堵塞过程、堵塞机理及管线内水合物形成后或管线堵塞后水合物的加热、降压、注剂等分解工艺也不能进行有效研究。

总之，目前相关的实验装置对深水立管管线内水合物的形成及形成后的流动特性缺乏研究，对管线内水合物生成、流动、堵塞、分解的整个流程的研究也并不全面，因此本实用新型设计了一种用于全面研究深水油气集输管线中天然气水合物防治技术的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于深水油气集输管线中天然气水合物研究的实验装置，该装置能够全面研究深水油气集输管线中天然气水合物的形成机理、流动特性及防治技术。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于深水油气集输管线中天然气水合物研究的实验装置，包括供气系统，注液系统，液相循环系统，气相循环系统，低凹管线和立管线，高压反应釜，温度、压力控制系统，数据采集系统；所述供气系统、注液系统、液相循环系统、气相循环系统均与高压反应釜通过管线相连；所述低凹管线和立管线连接在液相循环系统、气相循环系统的共用管路上；所述温度、压力控制系统控制整个实验装置的温度和压力；所述数据采集系统包括气体组成测量部分、压力温度采集部分、流量测量部分和水合物测量部分，所述气体组成测量部分测量供气系统所供气体的组成，所述压力温度采集部分对液相循环系统、气相循环系统、高压反应釜的压力和温度信号进行采集，所述流量测量部分对供气系统、注液系统、液相循环系统、气相循环系统的流量进行测量，所述水合物测量部分对液相循环系统和气相循环系统的共用管路、低凹管线和立管线管段中水合物的生成、分布、流动、聚集、沉积、堵塞、分解情况进行监测。

优选的，所述供气系统包括高压气瓶、气体减压阀、不锈钢输气管线，所述高压气瓶、气体减压阀之间通过不锈钢输气管线依次连接；所述供气系统通过不锈钢输气管线与高压反应釜釜盖上的气相针型阀相连。

优选的，所述注液系统包括恒流泵、不锈钢注液管线，所述恒流泵通过不锈钢注液管线与高压反应釜釜盖上的液相针型阀相连。

优选的，所述液相循环系统包括高压软管、磁力离心泵、直管段、球阀、套管段、石英玻璃管段；所述高压反应釜釜体下部通过法兰与液相循环系统的进口高压软管相连，并依次连接磁力离心泵、第一直管段、第一套管段、第一石英玻璃管段、第二套管段、第二石英玻璃管段、第三套管段、第三石英玻璃管段、第四套管段、第四石英玻璃管段、第五套管段、第二直管段、出口高压软管，出口高压软管通过法兰与高压反应釜釜体上部相连；所述第一直管段、第二直管段之间连接第三直管段；

所述第一直管段上安装第一球阀、第二球阀，所述第三直管段上安装第三球阀、第四球阀；所述第一直管段、第三直管段之间连接旁通回路，所述旁通管路一端连接至第一直管段第一球阀的前端，另一端连接至第三直管段的第三球阀、第四球阀之间，所述旁通回路上安装第五球阀；所述第二套管段上安装控制球阀；

所述高压软管之间采用法兰连接，所述高压软管与直管段之间采用法兰连接，所述套管段与石英玻璃管段之间采用法兰连接。