[發明專利]油氣混輸管道裝置及水合物生成、堵塞及消融的模擬方法

在審

• 申請號: 201510890234.2
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN105510529A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 王武昌;李玉星;胡其會;劉翠偉;朱建魯;宋光春;趙鵬飛;姜凱;葉曉
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

技術領域

本發明屬于管路安全控制技術領域，尤其涉及一種油氣混輸管道裝置及水合物生成、堵 塞及消融的模擬方法。

背景技術

天然氣水合物是水與甲烷、乙烷、二氧化碳及硫化氫的等小分子氣體形成的非化學計量 性籠狀晶體物質。在油氣開采和運輸過程中，由于高壓和低溫條件，很容易形成天然氣水合 物堵塞管路，有礙正常生產。自1934年前蘇聯在天然氣輸送管路中首次發現水合物冰堵以來， 隨著油氣資源開發不斷向深水領域發展，由水合物引發的各類問題逐漸成為石油工業領域流 動安全保障的研究熱點。其中，對油氣輸送管路中形成水合物防治技術的研究尤為重要和突 出。

根據對國內外現行的油氣輸送管路中天然氣水合物防治技術研究的調研發現，國內外研 究在水合物防控技術尤其是輸送管路水合物防控技術研究方面還遠遠不夠。所涉及的國內外 主要的專利有以下幾項。

中國專利CN201310712299公開了一種模擬油氣管路流體流動安全評價裝置，包括多相流 循環系統、分離系統、流體注入系統、和廢氣回收系統。可模擬低溫高壓環境，用來進行油 氣管路流體流動安全性評價，包括水合物、蠟沉積等問題引起的油氣管路堵塞以及因管路腐 蝕導致的油氣輸送安全問題。

中國專利CN201310561102涉及一種管路式氣體水合物生成實驗裝置，它包括氣液輸送系 統、冷卻系統和水合物管路生成系統，其中，氣液輸送系統包括氣瓶、儲氣罐、排泄口一、 離心泵、液體流量計、壓縮機、氣體流量計、分離器和緩沖罐；冷卻系統包括冷卻箱、排泄 口二、冷水浴一和冷水浴二；水合物管路生成系統包括加藥口、微氣泡發生器、連接法蘭、 扭帶式螺旋流發生器、溫度傳感器、壓力傳感器、壓差計、觀察視窗和實驗管段。整套實驗 裝置操作方便，運行費用較低，滿足水合物漿體生成和流動規律實驗的要求。

中國專利CN104818962A公開了一種采氣井井筒水合物堵塞的解除方法，是向發生水合 物堵塞的井筒中泵入酸性工作溶液后，再投入由可為所述酸性工作溶液消溶的材料包覆的氧 化鈣的加熱單元。所述的酸性工作溶液為至少含有鹽酸、金屬緩蝕劑及水合物抑制劑的水溶 液。該方法通過氧化鈣在工作液中的生成氫氧化鈣及進一步與酸反應過程中的劇烈放熱，對 井筒水合物堵塞的局部進行加熱，從而解除冰堵。此方法無需要大型作業設備，使產生的熱 量能有效集中于冰堵的局部，大大提高了熱效率，從而能大幅縮短水合物解堵時間，所用藥 劑量小，作業時間短，成本低，操作簡便，且處理過程中無新的固體沉淀產生，不會造成新 的井筒堵塞情況。

中國專利CN104848034A公開了一種氣井管路自生熱解水合物凍堵裝置，通過自生熱解 化合物，具有工藝簡單，節能環保，裝卸方便，勞動強度小的優點。

中國專利CN104399716A公開了一種解除油氣輸送管路中水合物堵塞的方法。該方法包括 如下步驟：將油氣輸送管路中水合物堵塞段兩端通過快速接頭分別與氣液回收罐相連通進行 降壓，且保持水合物堵塞段兩端的壓力平衡；切斷快速接頭之間的連通以及氣液回收罐與快 速接頭之間的連通，水合物堵塞段注入水合物抑制劑和/或高溫物流，則油氣輸送管路中的水 合物進行分解。

以上專利技術，均對水合物的生成規律以及流動規律，對水合物的解除方法進行了研究 和設計。以上各專利，在應用于油氣輸送管路中天然氣水合物防治技術研究時存在以下問題：

(1)以上各專利均可對管路內水合物的形成過程和水合物形成后的流動特性進行研究， 但并不能有效的對管線內水合物的堵塞過程和堵塞機理進行分析研究。

(2)以上專利主要用于研究管線內水合物的預防和生成工藝，對管線內水合物形成后或 管線堵塞后水合物的加熱、降壓、注劑等分解工藝則不能進行有效研究。

(3)以上各專利均可對管路內水合物的堵塞解堵技術進行研究，但所采用的方法不能考 慮水合物的生成過程，對水合物的解堵采用單一方法進行。

(4)以上專利主要用于研究管線內水合物的解堵工藝，并沒有詳細考慮水合物具體生成 后狀態的不同，所采用的方法也是統一的方法，使得解堵方法效果并不理想。

總之，以上專利對管線內水合物生成、流動、堵塞、分解的整個流程研究并不全面，因 此本發明設計了一種用于全面研究油氣輸送管路中天然氣水合物防治技術的實驗裝置以及一 種能夠根據水合物生成階段對其堵塞進行解堵的綜合方法。

發明內容：