[發明專利]一種減阻劑加注和評價實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202110943794.5
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113702579A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 史寶成;薛琨;周凱麗;張興凱;聶法健;潘健彭
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

1.一種減阻劑加注和評價實驗裝置，其特征在于，包括沿主管道(100)依次布置的注氣系統、減阻劑加注系統和減阻劑評價系統；

所述注氣系統包括沿主管道依次布置的空壓機(30)、第一閥門(1)、緩沖罐(31)、第二閥門(2)、渦街流量計(32)、第三閥門(3)；

所述減阻劑加注系統包括布置在主管道上的加注管(33)，所述加注管(33)通過第四閥門(4)與加藥罐(34)連接；所述加注管(33)為變徑管，加注管(33)管徑從入口處到管道中部管徑逐漸變小，越過管道中部管徑逐漸變大直至末端復原；所述加注管(33)出口端設置有霧化噴頭(40)；

所述減阻劑評價系統包括沿主管道依次布置的進口處三通連接器(10)、可拆卸的實驗管道(50)和出口處三通連接器(13)；所述進口處三通連接器(10)與進口處測壓表(20)連接，出口處三通連接器(13)與出口處測壓表(21)連接。

2.根據權利要求1所述的一種減阻劑加注和評價實驗裝置，其特征在于，所述實驗管道(50)兩端分別通過進口活動接口(11)、出口活動接口(12)與主管道螺紋連接。

3.根據權利要求1所述的一種減阻劑加注和評價實驗裝置，其特征在于，所述霧化噴頭(40)通過螺紋與加注管(33)連接，霧化噴頭(40)的直徑小于其外部管道的直徑。

4.根據權利要求3所述的一種減阻劑加注和評價實驗裝置，其特征在于，所述加注管(33)的管道中部與第四閥門(4)所接管道相通。

5.根據權利要求1所述的一種減阻劑加注和評價實驗裝置，其特征在于，所述出口處三通連接器(13)的出口端直接通過管道與周圍環境連通。

6.采用上述權利要求1-5所述的減阻劑加注和評價實驗裝置的實驗方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，在進行實驗測試前，先打開第一閥門(1)、第二閥門(2)和第三閥門(3)，關閉第四閥門(4)；

步驟二，啟動空壓機(30)將空氣注入到實驗系統中，待整個裝置通氣后穩定后，記錄此時渦街流量計(32)的讀數，記下進口處測壓表(20)和出口處測壓表(21)的測量數值，計算出實驗管道(50)的前后壓差；

步驟三，慢慢打開第四閥門(4)，將加藥罐(34)中的減阻劑通入到實驗管道(50)中，持續時間(20)min，讓減阻劑與管道內壁充分接觸潤化，然后關閉第四閥門(4)；

步驟四，待進口處測壓表(20)和出口處測壓表(21)的測量值穩定后記錄其測量值，計算出注入減阻劑后實驗管道(50)的壓力差大小；

步驟五：根據減阻率的計算公式就可以計算出該減阻劑的減阻率大小；

步驟六：將加藥罐(34)中的減阻劑換成一定量的蒸餾水，再緩慢地打開第四閥門(4)，打開的同時開始計時，待實驗管道(50)前后壓力穩定后，記錄進口處測壓表(20)和出口處測壓表(21)的測量數值，關閉第四閥門(4)記錄此時渦街流量計(32)的讀數，結束計時，然后再次測量加藥罐(34)中蒸餾水的量；

步驟七：根據記錄的時間和輸入的蒸餾水量可以計算出輸液量，結合渦街流量計(32)的數據就可以計算出此時注入裝置氣體的含液率；

步驟八：控制第四閥門(4)的不同開度，重復步驟六～七，就可以計算出同一減阻劑對于不同含液率氣體的減阻效果。

7.根據權利要求6所述的減阻劑加注和評價實驗裝置的實驗方法，其特征在于，上述步驟五中，減阻劑的減阻率計算公式為：

其中：DR—減阻率，％；ΔP₀—未添加減阻劑管道運行壓降，KPa；ΔP_t—添加減阻劑之后管道運行壓降，KPa。

8.根據權利要求6所述的減阻劑加注和評價實驗裝置的實驗方法，其特征在于，上述步驟七中，含液率的計算公式為：

其中：H—含液率，％；Q_液—通過蒸餾水的減少量和時間記錄相比可得，m³/h；Q_氣—根據渦街流量計記錄的數據可得，m³/h。