[發明專利]一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置

在審

• 申請號: 202211512167.7
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115753904A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 陳立濤;張宇航;孫寶江;于常宏;王志遠;高永海;夏煜翔
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N27/06
• 分類號: G01N27/06;G01N27/22;G01N25/00;G01N7/00;G01N33/22
• 代理公司: 青島鼎丞智佳知識產權代理事務所(普通合伙) 37277
• 代理人: 李珊珊

1.一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，包括管道(1)、用于跟蹤管道(1)內電性質變化的水合物生成監測單元、用于檢測管道(1)內電性質變化的電性質檢測單元、用于檢測管道(1)內某點溫度和壓力變化的溫壓檢測單元、用于檢測管道(1)內壓差的壓差檢測單元、用于收集電性質檢測單元、溫壓檢測單元以及壓差檢測單元的數據采集單元以及用于處理數據采集單元的數據從而判斷管道中是否有水合物在線生成的數據處理單元。

2.根據權利要求1所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述水合物生成監測單元包括連接主體(2)、第一測試探頭(3)以及第二測試探頭(4)，所述連接主體(2)套設在管道(1)上，所述第一測試探頭(3)、第二測試探頭(4)結構相同且對稱設置在連接主體(2)的兩側，所述第一測試探頭(3)與第二測試探頭(4)的測試端部極性相反，所述測試端部設置在管道(1)的內部。

3.根據權利要求2所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述第一測試探頭(3)包括絕緣基底(31)、第一電極(32)以及電導線(33)，所述絕緣基底(31)一端固定設置有第一電極(32)，另一端設置有電導線(33)，所述第一電極(32)與電導線(33)電連接；所述絕緣基底(31)設置在連接主體(2)上，所述第一電極(32)延伸至管道(1)內，所述電導線(33)與電性質檢測單元電連接；所述第二測試探頭(4)與第一測試探頭(3)結構相同且第二測試探頭(4)的第二電極(42)與第一電極(31)的極性相反。

4.根據權利要求3所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述第一測試探頭(3)還包括密封件(34)，所述密封件(34)套設在絕緣基底(31)上且壓緊在絕緣基底(31)與管道(1)之間。

5.根據權利要求3所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述第一電極(32)沿管道(1)直徑方向上的調節范圍為0-30％，第二電極(42)沿管道(1)直徑方向上的調節范圍為5-35％。

6.根據權利要求3所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述電性質檢測單元設置為LCR電橋(5)，所述LCR電橋(5)與第一電極(32)、第二電極(42)均實現電連接。

7.根據權利要求1所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述溫壓測試單元設置為溫度傳感器以及壓力傳感器，所述壓差測試單元設置為壓差傳感器，所述溫度傳感器、壓力傳感器以及壓差傳感器均設置在管道上。

8.根據權利要求3所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述連接主體(2)采用PEEK絕緣材料制成，所述第一電極(32)以及電導線(33)均采用銅材質制成。

9.根據權利要求3所述的一種采用電法監測天然氣水合物生成的試驗裝置，其特征在于，所述第一測試探頭(3)、第二測試探頭(4)均與連接主體(2)之間通過螺紋連接，所述第一電極(32)、電導線(33)與絕緣基座(31)之間均通過硅橡膠粘接固定。

10.一種采用電法監測天然氣水合物生成的方法，其特征在于，采用權利要求7所述的試驗裝置，包括以下步驟：

步驟一：水合物生成監測單元的設置；將連接主體(2)套設在管道(1)上，將第一測試探頭(3)、第二測試探頭(4)安裝在管道(1)的兩側，調節第一電極(32)、第二電極(42)在管道(1)內合適的位置；

步驟二：連接電性質檢測單元；將電性質檢測單元即LCR電橋(5)的線夾夾在第一測試探頭(3)、第二測試探頭(4)的電導線上，通過第一電極(32)、第二電極(42)充分地接收和發射電子，與水合物生成監測單元配合，得到管道(1)內電性質即電阻和電容的數值；

步驟三：連接溫壓檢測單元以及壓差檢測單元；在管道(1)上測試段連接有三通閥，并且分別連接有溫度傳感器、壓力傳感器以及壓差傳感器，對管道(1)內測試點的溫度和壓力值，以及管道(1)測試段兩端的壓力差值；

步驟四：數據采集與處理；將步驟二與步驟三中得到的數據通過數據采集單元進行采集，并輸送至數據處理單元進行計算與處理；數據處理單元計算管道(1)內某點溫度和壓力的差值、管道兩端壓差差值，同時結合電阻和電容數值變化趨勢判斷有無水合物生成；具體的，即若溫度上升、壓力降低、壓差增大且電阻升高、電容降低；或者若溫度不變、壓力降低、壓差增大且電阻升高、電容降低；或者若溫度上升、壓力不變、壓差增大且電阻升高、電容降低；或者若溫度上升、壓力降低、壓差不變且電阻升高、電容降低；或者若溫度上升、壓力不變、壓差不變且電阻升高、電容降低；或者若溫度不變、壓力降低、壓差不變且電阻升高、電容降低；或者若溫度不變、壓力不變、壓差增大且電阻升高、電容降低；或者若溫度不變、壓力不變、壓差不變且電阻升高、電容降低；則表示有水合物生成。