[發(fā)明專利]一種用于深水油氣集輸管線中天然氣水合物研究的實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710170319.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN106770990B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王武昌;宋光春;胡其會(huì);李玉星;姜?jiǎng)P;施政灼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

一種用于深水油氣集輸管線中天然氣水合物研究的實(shí)驗(yàn)裝置，包括供氣系統(tǒng)，注液系統(tǒng)，液相循環(huán)系統(tǒng)，氣相循環(huán)系統(tǒng)，低凹管線和立管線，高壓反應(yīng)釜，溫度、壓力控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述供氣系統(tǒng)、注液系統(tǒng)、液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)均與高壓反應(yīng)釜通過管線相連；所述低凹管線和立管線連接在液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)的共用管路上；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集裝置各處溫度、壓力，并對(duì)水合物的生成、分布、流動(dòng)、聚集、沉積、堵塞、分解情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本發(fā)明模擬深水油氣集輸管線，通過實(shí)驗(yàn)得到天然氣水合物形成、分布、流動(dòng)、分解特性，有助于研究深水油氣集輸管線中天然氣水合物的形成及防治技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于深水油氣管線輸送流動(dòng)安全保障技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于深水油氣集輸管線中天然氣水合物研究的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

在石油工業(yè)領(lǐng)域的油氣開采和輸送過程中，由于高壓和低溫條件，很容易形成天然氣水合物，天然氣水合物是由水分子和甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等小分子氣體在一定條件下結(jié)合形成的固體化合物，它的形成會(huì)堵塞管路有礙正常生產(chǎn)。目前，油氣資源的開采正不斷向深水和超深水領(lǐng)域發(fā)展，而深水油氣集輸管線(水平管及海洋立管)所處環(huán)境具有長(zhǎng)距離、大高差、低溫、高壓等特點(diǎn)，管線內(nèi)非常容易生成天然氣水合物并產(chǎn)生堵塞，對(duì)正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)深水油氣集輸管線中天然氣水合物防治技術(shù)的研究就顯得尤為重要和突出。

針對(duì)天然氣水合物防治技術(shù)的研究，目前最有效的手段就是通過搭建相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬。相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置主要包括固定式反應(yīng)釜裝置、搖晃式反應(yīng)釜裝置、輪式流動(dòng)模擬器裝置及環(huán)道流動(dòng)裝置。其中，通過環(huán)道流動(dòng)裝置對(duì)水合物防治技術(shù)進(jìn)行的研究最為有效，與實(shí)際生產(chǎn)過程也最為相似。目前，已有部分環(huán)道流動(dòng)裝置用于天然氣水合物防治技術(shù)的研究，但這些裝置都具有一定缺陷，尤其不能滿足對(duì)深水油氣集輸管線中水合物防治技術(shù)的研究。例如，這些裝置雖可對(duì)水平管線內(nèi)水合物的形成過程和流動(dòng)特性進(jìn)行研究，但并不能有效的對(duì)深水立管管線內(nèi)水合物的形成過程和流動(dòng)特性進(jìn)行研究。同時(shí)，這些裝置對(duì)水平管線內(nèi)水合物的堵塞過程、堵塞機(jī)理及管線內(nèi)水合物形成后或管線堵塞后水合物的加熱、降壓、注劑等分解工藝也不能進(jìn)行有效研究。

總之，目前相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)深水立管管線內(nèi)水合物的形成及形成后的流動(dòng)特性缺乏研究，對(duì)管線內(nèi)水合物生成、流動(dòng)、堵塞、分解的整個(gè)流程的研究也并不全面，因此本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于全面研究深水油氣集輸管線中天然氣水合物防治技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于深水油氣集輸管線中天然氣水合物研究的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置能夠全面研究深水油氣集輸管線中天然氣水合物的形成機(jī)理、流動(dòng)特性及防治技術(shù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于深水油氣集輸管線中天然氣水合物研究的實(shí)驗(yàn)裝置，包括供氣系統(tǒng)，注液系統(tǒng)，液相循環(huán)系統(tǒng)，氣相循環(huán)系統(tǒng)，低凹管線和立管線，高壓反應(yīng)釜，溫度、壓力控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述供氣系統(tǒng)、注液系統(tǒng)、液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)均與高壓反應(yīng)釜通過管線相連；所述低凹管線和立管線連接在液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)的共用管路上；所述溫度、壓力控制系統(tǒng)控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的溫度和壓力；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括氣體組成測(cè)量部分、壓力溫度采集部分、流量測(cè)量部分和水合物測(cè)量部分，所述氣體組成測(cè)量部分測(cè)量供氣系統(tǒng)所供氣體的組成，所述壓力溫度采集部分對(duì)液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)、高壓反應(yīng)釜的壓力和溫度信號(hào)進(jìn)行采集，所述流量測(cè)量部分對(duì)供氣系統(tǒng)、注液系統(tǒng)、液相循環(huán)系統(tǒng)、氣相循環(huán)系統(tǒng)的流量進(jìn)行測(cè)量，所述水合物測(cè)量部分對(duì)液相循環(huán)系統(tǒng)和氣相循環(huán)系統(tǒng)的共用管路、低凹管線和立管線管段中水合物的生成、分布、流動(dòng)、聚集、沉積、堵塞、分解情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

優(yōu)選的，所述供氣系統(tǒng)包括高壓氣瓶、氣體減壓閥、不銹鋼輸氣管線，所述高壓氣瓶、氣體減壓閥之間通過不銹鋼輸氣管線依次連接；所述供氣系統(tǒng)通過不銹鋼輸氣管線與高壓反應(yīng)釜釜蓋上的氣相針型閥相連。

優(yōu)選的，所述注液系統(tǒng)包括恒流泵、不銹鋼注液管線，所述恒流泵通過不銹鋼注液管線與高壓反應(yīng)釜釜蓋上的液相針型閥相連。