[發明專利]一種應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統

有效

• 申請號: 201811104139.5
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109341760B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 宋永臣;趙佳飛;劉哲源;劉衛國;劉瑜;梁會永;儲佳偉;楊明軍;李洋輝
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王海燕

本發明公開一種應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統，全可視化管路系統包括依次首尾相連的第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，單螺桿泵連接在四個第一管路和第四管路之間，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均透光，第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之間設置有若干個CCD相機，全可視化管路系統設置于步進式低溫恒溫室內；注液系統能夠將溶液注入全可視化管路系統中；分離收集系統能夠將溶液分離、回收；數據采集系統能夠整合其他所有系統中的傳感器信息并進行實時反饋，以保證所有系統合理協調運行。本發明應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統能夠實現循環管路系統的全可視化和實時監測。

技術領域

本發明涉及管道流動安全控制技術領域，特別是涉及一種應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統。

背景技術

天然氣中的烴分子與游離水在一定溫度、壓力條件下會結合形成天然氣水合物，天然氣水合物是一種白色結晶固體。在油氣開采和運輸過程中，特別是低溫、高壓的深水環境下非常容易生成天然氣水合物，天然氣水合物會堵塞輸送管路，且深水環境下極難清理管路中的天然氣水合物，嚴重影響了油氣開采效率；對管路中由于水合物堵塞引起的流動安全問題進行研究，有助于解決以上問題。

目前的流動安全評價實驗循環管路均能實現一定程度的科學研究并獲得相關實驗數據，但其并沒有實現全可視化，無法做到對天然氣水合物在管路中堵塞狀態的整體觀測，也無法得到水合物生成堵塞過程的實時圖像，無法為海底油氣管道輸運過程中的流動安全問題的解決提供基礎數據；目前現有的循環管路所配套的注入與排放系統只能實現小程度的氣液多相注入，而且實驗氣體和液體不能夠回收利用、還會對環境造成破壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統，以解決上述現有技術存在的問題，實現循環管路系統的全可視化和實時監測。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種應用于研究水合物堵塞的全可視化循環管路系統，包括全可視化管路系統、注液系統、分離收集系統和數據采集系統；

所述全可視化管路系統包括單螺桿泵和依次首尾相連的第一管路、第二管路、第三管路和第四管路，所述單螺桿泵連接在四個所述第一管路和所述第四管路之間，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均透光，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之間設置有若干個CCD相機，所述全可視化管路系統設置于步進式低溫恒溫室內，所述步進式低溫恒溫室一側設置有熱交換器；

所述注液系統包括第一溶液罐和第二溶液罐，所述第一溶液罐通過第一輸液管與所述單螺桿泵連通，所述第二溶液罐分別通過第二輸液管與所述單螺桿泵連通，所述第一輸液管和所述第二輸液管上分別設置有往復泵，所述第一輸液管上還設置有液體流量計；

所述分離收集系統包括與所述全可視化管路連通的天然氣收集罐，所述天然氣收集罐的出口連接有氣液分離器和燃燒器；

所述數據采集系統包括設置在所述第一輸液管、第二輸液管、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路上的壓力傳感器，設置在所述第一管路、第二管路、第三管路、第四管路上的溫度傳感器，設置在所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路之間的若干個CCD相機，及與所述CCD相機、所述壓力傳感器、所述溫度傳感器分別電連接的計算機。

優選地，所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均水平設置且依次平行排列；所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路依次通過不銹鋼彎管連接，所述第一管路還通過第一注入管道與所述單螺桿泵的入口連通，所述第四管路還通過第二注入管道與所述單螺桿泵的出口連通，所述單螺桿泵的出口連接有質量流量計，所述第一注入管道與所述第二注入管道通過連接管相連，所述連接管上設置有壓差傳感器和第一氣動閥；所述第一管路、第二管路、第三管路和第四管路均由若干個有機玻璃直管連接構成；所述不銹鋼彎管和所述有機玻璃直管均采用高透光材質制作而成；所述第一管路上設置有聲波儀、閘閥和球閥。