[发明专利]一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样装置及方法

说明书

本发明一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样装置，包括：固定支座、冷指夹、旋转支杆及测量尺，所述固定支座由底座和支杆组成，支杆安装在底座上，所述支杆上连接有冷指夹，带有沉积物的冷指被冷指夹所固定，所述的旋转支杆的一端与冷指夹滑动连接，旋转支杆的另一端连接有测量尺，本发明能够在滑道范围内任意方位精确测量取样沉积物厚度。

技术领域

本发明涉及一种原油蜡沉积物精确测厚与取样装置，属于石油行业流动保障技术领域，尤其涉及一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样装置及方法，主要适用于冷指实验装置的表面蜡沉积物厚度测量和取样。

背景技术

近年来，陆上油田开发逐渐进入中后期，海洋石油开发在世界范围内兴起，并逐渐成为热点。含蜡原油管输过程中，如果径向上存在温差且管壁温度低于原油析蜡点，则有蜡分子析出并在管道径向上形成蜡分子浓度梯度，溶解的蜡分子向管壁方向扩散并在管壁上形成蜡沉积物。随着沉积厚度的增加，蜡沉积会造成管道输量降低、能耗增加、停输再启动困难等问题，严重时甚至完全堵塞管道截面，造成巨大经济损失。我国所产原油80%以上为含蜡原油，随着海洋石油开发从近海向深海发展，海底管道周围温度可以低至4℃，发生蜡沉积的概率大幅增加，同时海底管道经常采用多相混输工艺，使得蜡沉积问题更加复杂、严重，增加了管输系统的安全风险。

蜡沉积过程主要受原油组成、壁面与油流温度、温差、流速、热历史和压力等因素影响。目前提出的蜡沉积机理主要有分子扩散、老化、剪切剥离、剪切弥散、重力沉降和布朗扩散，其中分子扩散、老化和剪切剥离被认为是蜡沉积过程中最主要的机理，剪切弥散作用尚存一定争议，而布朗扩散、重力沉降作用很小。在沉积过程中，蜡沉积速率是不断变化的，同时，不同厚度上的沉积物含蜡量、蜡分子碳数分布等性质也存在较大差异。与以往不同，学者开始从更微观的角度对蜡沉积进行研究，通过研究和分析不同沉积厚度上沉积物的性质可以准确反推蜡分子沉积速率、蜡晶析出规律、蜡分子扩散和反扩散速率等参数变化情况。而实验室中得到的蜡沉积物通常只有几毫米厚，所以精确测量沉积物厚度对其性质研究具有重要意义。

含蜡原油蜡沉积研究一直是石油行业的热点问题，学者通常采用环道装置和冷指装置进行蜡沉积实验：环道装置具有结构复杂、零部件多、占地面积大、建设成本高、用油量大、维护不便等弊端，相比之下，冷指蜡沉积实验装置则具有零部件少、占地面积小、建设成本低、用油量小、操控性好、维护简单等优点，因此在实验室中应用广泛。冷指实验装置主要由冷指罐和冷指构成，二者均连接有控温水浴，如此控制冷指罐罐壁温度和冷指表面温度，通常冷指表面的温度低于原油析蜡点，而冷指罐的温度高于原油析蜡点，在油壁之间形成温差，促使冷指表面形成蜡沉积物。目前，冷指沉积物测厚往往由实验人员手动进行，拿一个普通尺子嵌入到冷指表面的沉积物中读取沉积物厚度，尺子的刻度等设计都没有针对性，测量过程随意性大、误差大，且操作不方便。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样装置，解决了现有技术中冷指表面蜡沉积物厚度测量及取样不够精准的问题。

本发明的另一个目的在于提供一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样的方法，可以对冷指上的不同空间位置沉积物进行精确取样测量。

本发明的技术方案如下：

一种冷指表面蜡沉积物精确测厚与取样装置，包括：固定支座、冷指夹、旋转支杆及测量尺，所述固定支座由底座和支杆组成，支杆安装在底座上，所述支杆上连接有冷指夹，带有沉积物的冷指被冷指夹所固定，所述的旋转支杆的一端与冷指夹滑动连接，旋转支杆的另一端连接有测量尺。

所述的支杆的上部和下部分别设置有冷指夹，上、下两个冷指夹结构相同，所述的冷指夹包括圆环本体和三个拧紧螺杆，三个拧紧螺杆与圆环本体螺纹连接，三个拧紧螺杆为第一拧紧螺杆、第二拧紧螺杆、第三拧紧螺杆，其中第一拧紧螺杆设置在靠近支杆的一侧，第二拧紧螺杆、第三拧紧螺杆设置在第一拧紧螺杆的两侧且与第一拧紧螺杆的延长线垂直，第二拧紧螺杆、第三拧紧螺杆在一条轴线上；所述圆环本体的上下表面设有滑道，滑道位于第二拧紧螺杆、第三拧紧螺杆之间的150°空间上。