[發明專利]一種清管器性能與清管效果測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201710282856.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106989942A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 姚海元;何利民;劉永飛;羅小明;陳建恒;李清平;程兵
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,孫楠

本發明涉及一種清管器性能與清管效果測試裝置及方法，其包括清管器發射與接收單元，清管器發射與接收單元包括清管器發射單元和清管器接收單元；進氣口經氣體供應與計量單元與清管器發射單元入口端連接，清管器發射單元出口端經清管運行測量單元與清管器接收單元連接；位于清管運行測量單元末端還連接終端積液接收單元；氣體供應與計量單元包括空氣壓縮機，進氣口與空氣壓縮機入口連接，空氣壓縮機出口經第一閥門、緩沖罐、第二閥門與空氣過濾器入口連接，空氣過濾器出口經第三閥門與氣體流量計入口連接；氣體流量計出口經第四閥門與清管器發射與接收單元連接。本發明能夠精確測試清管器的運行速度變化、清管段塞量的大小以及清管積液的運移過程。

技術領域

本發明涉及一種油氣集輸系統多相流動技術領域，特別是關于一種清管器性能與清管效果測試裝置及方法。

背景技術

天然氣管道的長期運行會在管道內積聚凝析液，使管道流通面積減小、能量損耗增大，極大地降低管輸效率，在特定條件下還可能生成水合物堵塞管道。通常采用定期清管的方法解決凝析液積聚問題。

傳統清管器通過皮碗或球體對管道進行密封使背壓升高，依靠前后壓差推動其在管道中運動進行清管作業。實際生產中輸氣管氣體流量大、流速快。由于前后密閉，傳統清管器速度與氣流速度基本相當，從而導致清管器上下游發生嚴重竄漏，清管效率降低，液體不能被完全清除。同時，高速運行的清管器帶動機械雜質與管道內壁產生強烈的摩擦，破壞管道涂層、縮短管道壽命。此外清管器的高速運行，會產生巨大的動量，對管道的彎頭、儀表、收球筒等產生巨大的沖擊破壞，更為重要的是，由于清管器速度過快，造成大量液體在清管器下游積聚，當清管器到達終端時，積聚的清管段塞量往往超過下游段塞流捕集器的處理能力，從而造成捕集器溢流等生產事故，對下游處理系統的安全穩定運行帶來影響。

目前，國內外多采用射流清管器進行清管作業，以解決傳統清管器清管速度過快、清管段塞量過大帶來的一系列生產安全問題。射流清管器依靠旁通孔降低清管器前后壓差，減小清管器速度，從而顯著減少清管段塞量，保證下游處理系統的安全穩定運行。對于一定的密封結構，清管器的旁通率是影響射流清管效果的主要因素。當旁通率為零時，即為傳統清管器，旁通率過低，則驅動壓差過大，使清管器速度和清管段塞量過大，達不到安全清管的目的，旁通率過高，驅動壓差過低，導致清管器卡堵，造成生產事故。因此，為提高射流清管器的清管效率，同時保證清管作業及下游設備的安全穩定運行，需對旁通率進行優選，深入探究旁通氣體與射流清管器下游積液運移規律間的耦合作用機制，研究有無旁通以及不同密封結構下清管效果的差異，然而目前尚未出現相應的清管旁通選優與清管積液測試裝置及方法，從而無法進行清管器性能與清管效果的測試。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種清管器性能與清管效果測試裝置，該裝置能針對不同的運行工況(氣量和積液量)條件，不同的清管器結構參數(旁通率和皮碗密封結構)評價清管器性能和清管效果，包括清管器運行速度的變化、清管積液運移規律以及終端清管段塞量的大小，從而優選清管器的旁通率，解決生產中清管器旁通孔大小與清管器密封結構的適配性問題，為清管器結構的優化設計提供參考依據。

本發明的另一目的是提供清管器性能與清管效果測試方法，該方法以清管器平穩運行速度和清管段塞量作為旁通優選的性能指標，可得到不同旁通率下的清管速度和清管段塞量的變化規律，準確評價不同的清管器結構參數和生產運行參數下的清管器運行速度和清管段塞量，從而評價清管器性能和清管效果，同時還能獲得清管積液運移過程與清管器性能的內在關系。