一种动态结垢测试仪及其测试方法技术

本发明专利技术涉及一种动态结垢测试仪及其测试方法，属水垢测试设备及测试方法技术领域。动态结垢测试仪包括水槽、离心泵、转子流量计、三通阀门、荧光分光光度计、量筒等；分别配制的结垢阴、阳离子水溶液放置于两个水槽中，分别流经离心泵、转子流量计汇入到圆管；待流体稳定，用脉冲注入器注入荧光示踪剂，在圆管末端用量筒取样，样品经荧光分光光度计测试后，记录荧光示踪剂浓度，根据荧光示踪剂浓度测试计算管内结垢流体的停留时间分布和分散状况及具体结垢位置。动态结垢测试仪可分体组装，便于安装、使用、维护和改造。解决了现有技术仅能探测结垢的变化趋势，不能反映结垢流体的流动状况及具体结垢位置，给实验研究结垢机理造成影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种动态结垢测试仪及其测试方法
本专利技术涉及一种动态结垢测试仪及其测试方法，属水垢测试设备及测试方法

技术介绍
结垢是油田生产过程中经常碰到的极具破坏性的问题。结垢会造成设备磨损、管道阻流、垢蚀，导致油田生产能力降低，阻滞油气集输。国内外对结垢机理展开了深入的研究，结垢是一个动态的过程，从溶液中析出的物质必须通过对流和扩散才能到达壁面形成不断增厚的结垢层，因此结垢过程受流动影响是最大的。结垢流体的流型不同，结垢的位置和结垢量就不同，流体流动中的结垢与静态结垢存在很大的差异。如专利号为CN101270660A，名称为“一种动态结垢仪”的专利申请公布了一种结构，其设置有传感器，可直接探测结垢离子的变化趋势。但是其缺点在于如果溶液中含有多种结垢离子，传感器就会受到离子间的干扰，就不能准确测试出结垢离子的变化趋势，更不能反映出具体结垢位置。又如专利号为CN200620124368，名称为“一种水结垢在线检测装置”的专利申请也公布了一种结构，用于测量结垢厚度增长对于结垢温差变化的反馈。但是由于流体结垢是动态过程，不同流体结垢厚度的增长速度是不同的，对于结垢温差变化测试是分散的瞬时值，只能作为定性的测试，不能准确计算结垢量。再比如专利号为CN200620124368，名称为“防垢性能评价试验装置”的专利申请也公布了一种结构，，采用有机玻璃材质，可同时进行加药与不加药的防垢性能评价试验装置，可直接观察监测管内部结垢情况。但化工厂冷却循环系统和油田采出水系统管道都为钢管，与普通有机玻璃管内结垢状况不一样，冷却循环系统和油田采出水系统中溶液矿化度较高，对钢管有一定程度的腐蚀，腐蚀面易产生结垢体堆积，金属腐蚀产物本身可使壁面造成垢层，例如有氧化铁垢、磷酸盐铁垢和硅酸盐铁垢等，这些物质的溶度积十分小，可随流体流动沉积在一起形成新的垢体。上述的已有专利申请可以看出，现有技术均是动态结垢实验装置，但是都没有考虑流动流体的流型对结垢的影响，既不能准确测试出结垢量，也不能描述流动过程及流动形态。由于管道内有结垢产生后，管道内的流体就会有返混不均匀的情况，这样结垢流体在管道内就存在停留时间分布，流体在管道内停留时间越长，结垢几率就越大，结垢量就越多；所以，要准确考察动态结垢就必须要考虑流体流动状况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种可在流体流动过程中测试结垢流体的流动状况及具体结垢位置，准确描述流体结垢过程，分体组装，便于安装、使用、维护和改造；解决现有技术仅能探测结垢变化趋势，不能反映结垢流体的流动状况及具体结垢位置，给实验研究结垢机理造成影响问题的动态结垢测试仪及其测试方法。本专利技术是通过如下的技术方案来实现上述目的的一种动态结垢测试仪，它包括水槽、离心泵、转子流量计、三通阀门、阀门、荧光分光光度计、量筒、废水回收池，其特征在于：第一离心泵的左边通过第一阀门连接有第一水槽,第一离心泵的右边通过第二阀门与三通阀门的一个接口连接，第一离心泵右边的管道上安装有转子流量计；第二离心泵的左边通过第三阀门连接有第二水槽,第二离心泵的右边通过第四阀门与三通阀门的另一个接口连接；第二离心泵右边的管道上也安装有转子流量计；三通阀门的第三个接口与圆管连接，圆管的入口通过第六阀门与脉冲注入器连接，圆管的出口分两路，一路通过第五阀门与量筒对应连接，量筒与荧光分光光度计连接；圆管出口的另一路通过管道连接废水回收池；圆管的入口和出口间安装有计时器；上述动态结垢测试仪的测试方法按照如下步骤进行：第一步：准备荧光示踪剂及选用氯化钙、碳酸钠配制结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液；荧光示踪剂的剂量为25mg；第二步：将配制的结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液分别放置于第一水槽、第二水槽中，打开第一阀门和第二阀门，通过第一离心泵将放置于第一水槽中的结垢阳离子水溶液，泵至三通阀门的一个接口汇入圆管中；与此同时，通过转子流量计计量结垢阳离子水溶液的流速；同理，打开第三阀门和第四阀门，通过第二离心泵将放置于第二水槽中的结垢阴离子水溶液，泵至三通阀门的另一个接口汇入圆管中；通过转子流量计计量结垢阴离子水溶液的流速；第三步：待汇入到三通阀门的流体稳定后，打开第六阀门，通过脉冲注入器注入荧光示踪剂，与此同时计时器开始计时，然后打开第五阀门，每隔15s在圆管7末端用量筒取样；第四步：荧光示踪剂的注入方式采用脉冲式注入，定常态下操作的连续流动系统的圆管入口处在t=0的瞬间输入荧光示踪剂，并同时在圆管出口处记录出口物料中荧光示踪剂的质量浓度C(t)；第五步：量筒内取样液体样品经荧光分光光度计测试后，记录荧光示踪剂浓度，根据荧光示踪剂浓度测试管内结垢流体流动的状况，计算出结垢流体的停留时间分布和分散状况，及管内结垢量。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于该动态结垢测试仪及其测试方法采用荧光示踪剂，成垢阴、阳离子溶液，通过本专利技术的五步操作方法实现记录结垢流体在管内的流动状况，计算结垢流体的停留时间分布和分散状况；可在流体流动过程中测试结垢流体的流动状况及具体结垢位置，即测试流动液体在管内发生沉淀、结晶、化学反应等成垢机理；准确描述出流体结垢的过程。该动态结垢测试仪可分体组装，安装方便，使用、维护和改造简单；很好地解决了现有技术仅能探测结垢的变化趋势，不能反映结垢流体的流动状况及具体结垢位置，给实验研究结垢机理造成影响的问题。附图说明附图为一种动态结垢测试仪的整体结构示意图。图中：1、第一离心泵，2、第一水槽，3、三通阀门，4、转子流量计，5、第二离心泵，6、第二水槽，7、圆管，8、脉冲注入器，9、量筒，10、荧光分光光度计，11、废水回收池，12、计时器，13、第一阀门，14、第二阀门，15、第三阀门，16、第四阀门，17、第五阀门，18、第六阀门。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：一种动态结垢测试仪及其测试方法，该动态结垢测试仪包括水槽、离心泵、阀门、三通阀门3、转子流量计4、量筒9、荧光分光光度计10、废水回收池11；第一离心泵1的左边通过第一阀门13连接有第一水槽2,第一离心泵1的右边通过第二阀门14与三通阀门3的一个接口连接，第一离心泵1右边的管道上安装有转子流量计4；第二离心泵5的左边通过第三阀门15连接有第二水槽6，第二离心泵5的右边通过第四阀门16与三通阀门3的另一个接口连接；第二离心泵5右边的管道上也安装有转子流量计4；三通阀门3的第三个接口与圆管7连接，圆管7的入口通过第六阀门18与脉冲注入器8连接，圆管7的出口分两路，一路通过第五阀门17与量筒9对应连接，量筒9与荧光分光光度计10连接；圆管7出口的另一路通过管道连接废水回收池11；圆管7的入口和出口间安装有计时器12。（参见附图）。该动态结垢测试仪的测试方法按照如下步骤进行：第一步：准备荧光示踪剂及选用氯化钙、碳酸钠配制结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液；荧光示踪剂的剂量为25mg；第二步：将配制的结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液分别放置于第一水槽2、第二水槽6中，打开第一阀门13和第二阀门14，通过第一离心泵1将放置于第一水槽2中的结垢阳离子水溶液，泵至三通阀门3的一个接口汇入圆管7中；与此同时，通过转子流量计4计量结垢阳离子水溶液的流速；同理，打开第三阀门15和第四阀门16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态结垢测试仪，它包括水槽、离心泵、阀门、三通阀门（3）、转子流量计（4）、量筒（9）、荧光分光光度计（10）、废水回收池（11），其特征在于：第一离心泵（1）的左边通过第一阀门（13）连接有第一水槽（2），第一离心泵（1）的右边通过第二阀门（14）与三通阀门（3）的一个接口连接，第一离心泵（1）右边的管道上安装有转子流量计（4）；第二离心泵（5）的左边通过第三阀门（15）连接有第二水槽（6），第二离心泵（5）的右边通过第四阀门（16）与三通阀门（3）的另一个接口连接；第二离心泵（5）右边的管道上也安装有转子流量计（4）；三通阀门（3）的第三个接口与圆管（7）连接，圆管（7）的入口通过第六阀门（18）与脉冲注入器（8）连接，圆管（7）的出口分两路，一路通过第五阀门（17）与量筒（9）对应连接，量筒（9）与荧光分光光度计（10）连接；圆管（7）出口的另一路通过管道连接废水回收池（11）；圆管（7）的入口和出口间安装有计时器（12）；上述动态结垢测试仪的测试方法按照如下步骤进行：第一步：准备荧光示踪剂及选用氯化钙、碳酸钙配制结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液；荧光示踪剂的剂量为25mg；第二步：将配制的结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液分别放置于第一水槽（2）、第二水槽（6）中，打开第一阀门（13）和第二阀门（14），通过第一离心泵（1）将放置于第一水槽（2）中的结垢阳离子水溶液，泵至三通阀门（3）的一个接口汇入圆管（7）中；与此同时，通过转子流量计（4）计量结垢阳离子水溶液的流速；同理，打开第三阀门（15）和第四阀门（16），通过第二离心泵（5）将放置于第二水槽（6）中的结垢阴离子水溶液泵至三通阀门（3）的另一个接口汇入圆管（7）中；通过转子流量计（4）计量结垢阴离子水溶液的流速；第三步：待汇入到三通阀门（3）的流体稳定后，打开第六阀门（18），通过脉冲注入器（8）注入荧光示踪剂，与此同时计时器（12）开始计时，然后打开第五阀门（17），每隔15s在圆管（7）末端用量筒（9）取样；第四步：荧光示踪剂的注入方式采用脉冲式注入，定常态下操作的连续流动系统的圆管（7）入口处在t=0的瞬间输入荧光示踪剂，并同时在圆管（7）出口处记录出口物料中荧光示踪剂的质量浓度C(t)；第五步：量筒（9）内取样液体样品经荧光分光光度计（10）测试后，记录荧光示踪剂浓度，根据荧光示踪剂浓度测试管内结垢流体流动的状况，计算出结垢流体的停留时间分布和分散状况，及管内结垢量。...

【技术特征摘要】
1.一种动态结垢测试仪，它包括水槽、离心泵、阀门、三通阀门（3）、转子流量计（4）、量筒（9）、荧光分光光度计（10）、废水回收池（11），第一离心泵（1）的左边通过第一阀门（13）连接有第一水槽（2），第二离心泵（5）的左边通过第三阀门（15）连接有第二水槽（6），其特征在于：第一离心泵（1）的右边通过第二阀门（14）与三通阀门（3）的一个接口连接，第一离心泵（1）右边的管道上安装有转子流量计（4）；第二离心泵（5）的右边通过第四阀门（16）与三通阀门（3）的另一个接口连接；第二离心泵（5）右边的管道上也安装有转子流量计（4）；三通阀门（3）的第三个接口与圆管（7）连接，圆管（7）的入口通过第六阀门（18）与脉冲注入器（8）连接，圆管（7）的出口分两路，一路通过第五阀门（17）与量筒（9）对应连接，量筒（9）与荧光分光光度计（10）连接；圆管（7）出口的另一路通过管道连接废水回收池（11）；圆管（7）的入口和出口间安装有计时器（12）；上述动态结垢测试仪的测试方法按照如下步骤进行：第一步：准备荧光示踪剂及选用氯化钙、碳酸钙配制结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液；荧光示踪剂的剂量为25mg；第二步：将配制的结垢阳离子水溶液、结...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欢，罗跃，帅群，罗霄，杨祖国，高秋英，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42