[发明专利]一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统

说明书

本发明公开一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统，全可视化管路系统包括依次首尾相连的第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，单螺杆泵连接在四个第一管路和第四管路之间，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均透光，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之间设置有若干个CCD相机，全可视化管路系统设置于步进式低温恒温室内；注液系统能够将溶液注入全可视化管路系统中；分离收集系统能够将溶液分离、回收；数据采集系统能够整合其他所有系统中的传感器信息并进行实时反馈，以保证所有系统合理协调运行。本发明应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统能够实现循环管路系统的全可视化和实时监测。

技术领域

本发明涉及管道流动安全控制技术领域，特别是涉及一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统。

背景技术

天然气中的烃分子与游离水在一定温度、压力条件下会结合形成天然气水合物，天然气水合物是一种白色结晶固体。在油气开采和运输过程中，特别是低温、高压的深水环境下非常容易生成天然气水合物，天然气水合物会堵塞输送管路，且深水环境下极难清理管路中的天然气水合物，严重影响了油气开采效率；对管路中由于水合物堵塞引起的流动安全问题进行研究，有助于解决以上问题。

目前的流动安全评价实验循环管路均能实现一定程度的科学研究并获得相关实验数据，但其并没有实现全可视化，无法做到对天然气水合物在管路中堵塞状态的整体观测，也无法得到水合物生成堵塞过程的实时图像，无法为海底油气管道输运过程中的流动安全问题的解决提供基础数据；目前现有的循环管路所配套的注入与排放系统只能实现小程度的气液多相注入，而且实验气体和液体不能够回收利用、还会对环境造成破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现循环管路系统的全可视化和实时监测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统，包括全可视化管路系统、注液系统、分离收集系统和数据采集系统；

所述全可视化管路系统包括单螺杆泵和依次首尾相连的第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述单螺杆泵连接在四个所述第一管路和所述第四管路之间，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均透光，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之间设置有若干个CCD相机，所述全可视化管路系统设置于步进式低温恒温室内，所述步进式低温恒温室一侧设置有热交换器；

所述注液系统包括第一溶液罐和第二溶液罐，所述第一溶液罐通过第一输液管与所述单螺杆泵连通，所述第二溶液罐分别通过第二输液管与所述单螺杆泵连通，所述第一输液管和所述第二输液管上分别设置有往复泵，所述第一输液管上还设置有液体流量计；

所述分离收集系统包括与所述全可视化管路连通的天然气收集罐，所述天然气收集罐的出口连接有气液分离器和燃烧器；

所述数据采集系统包括设置在所述第一输液管、第二输液管、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路上的压力传感器，设置在所述第一管路、第二管路、第三管路、第四管路上的温度传感器，设置在所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之间的若干个CCD相机，及与所述CCD相机、所述压力传感器、所述温度传感器分别电连接的计算机。

优选地，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均水平设置且依次平行排列；所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路依次通过不锈钢弯管连接，所述第一管路还通过第一注入管道与所述单螺杆泵的入口连通，所述第四管路还通过第二注入管道与所述单螺杆泵的出口连通，所述单螺杆泵的出口连接有质量流量计，所述第一注入管道与所述第二注入管道通过连接管相连，所述连接管上设置有压差传感器和第一气动阀；所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均由若干个有机玻璃直管连接构成；所述不锈钢弯管和所述有机玻璃直管均采用高透光材质制作而成；所述第一管路上设置有声波仪、闸阀和球阀。