[发明专利]一种高压油气水管流蜡沉积模拟实验装置

说明书

本发明涉一种高压油气水管流蜡沉积实验装置，该实验装置包括：环道系统，所述环道系统包含测试段和参比段，用于进行蜡沉积实验；油品供给系统，所述油品供给系统用于为所述环道系统提供测试用油品；气体供给系统，用于为所述油品供给系统提供高压气体；测量系统，用于对各管路的状态数据进行测试；温控系统，用于对所述环道系统和油品供给系统进行温度控制；数据采集系统，用于对状态数据进行采集和处理，计算出所述测试段管内结蜡后的管内径，得到蜡沉积层平均厚度和蜡沉积速率。

技术领域

本发明是关于一种高压油气水管流蜡沉积模拟实验装置，涉及多相混输管道蜡沉积模拟实验技术领域。

背景技术

目前多相混输管道蜡沉积给多相混输技术的发展带来极大挑战，亟需探究多相流蜡沉积规律，建立多相蜡沉积模型，预测管道内蜡沉积厚度，为制定合理的清管方案提供理论依据。

现有技术已建设一批实验装置，主要代表有：法国石油研究院Lyre蜡沉积实验环道，总长152.4m，内径为50.8mm，蜡沉积段长7.01m，工作压力可达10MPa，实验温度可至0℃；美国Tulsa大学实验环道增设水平、倾斜和垂直管；中国石油大学(北京)黄启玉参照国外设计安装了蜡沉积环道，采用蠕动泵提供管输能量减少过泵剪切的影响；中国石油大学(华东)张国忠对控温系统进行改进，将测试段管路浸没于大控温水浴内，以保证实验温度的均匀性和稳定性；中国石油大学(北京)油气储运工程实验室建设了一套高压水合物实验环道，该实验装置耐压程度高(15MPa)，温控范围广，可达-10～100℃，测试段管径可更换(2.54cm与5.08cm)，还可搭配在线颗粒分析仪(FBRM)等实验设备。

但是现有技术建设的蜡沉积实验装置多为低压装置，不可模拟混输管道高压流动状况。因此，需要开发高压油气水三相管流结蜡模拟实验装置以研究海底管道高压多相混输蜡沉积规律，可为多相管流蜡沉积研究提供实验基础，从而为海底含蜡原油混输管道的流动安全保障及海洋环境保护提供指导。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够模拟工程实际多相混输管道蜡沉积状况的高压油气水管流蜡沉积模拟实验装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种高压油气水管流蜡沉积实验装置，该实验装置包括：

环道系统，所述环道系统包含测试段和参比段，用于进行蜡沉积实验；

油品供给系统，所述油品供给系统用于为所述环道系统提供测试用油品；

气体供给系统，用于为所述油品供给系统提供高压气体；

测量系统，用于对各管路的状态数据进行测试；

温控系统，用于对所述环道系统和油品供给系统进行温度控制；

数据采集系统，用于对状态数据进行采集和处理，计算出所述测试段管内结蜡后的管内径，得到蜡沉积层平均厚度和蜡沉积速率。

进一步地，所述油品供给系统包括低压釜、高压釜、柱塞泵和磁力泵，所述低压釜的进液口连接所述参比段出口，所述低压釜的出液口并联连接所述柱塞泵和磁力泵的一端，所述柱塞泵的另一端连接所述高压釜的进液口，所述测试段出口并联连接所述高压釜的出液口和磁力泵的另一端。

进一步地，所述高压釜和低压釜结构相同，所述高/低压釜均包括通过法兰密封连接的釜盖和釜体，所述釜盖上设有装料口，所述釜体一侧上下设置有与所述环道系统相应连接的进液口与出液口，所述釜体另一侧纵向依次设置有进气口、采光孔、高液位观察孔和低液位观察孔所述釜体底部设置排液口，所述釜体上方设置有磁力搅拌系统，所述釜体外壁设置所述温控系统，其中，所述釜盖上设有温度传感器，所述进气口管路处压力传感器，且所述进气口管路处设有安全阀和泄放阀，以防釜体超压。