一种海底管道结垢动态监测实验装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海底管道结垢动态监测实验装置及其使用方法，其特征在于：它包括用于盛放实验介质的箱体和用于盛放液体的控温槽；在箱体的外壁和内壁之间设置有第一夹层，在箱体的外壁上通过第一进液管路和第一出液管路的末端共同连接第一控温装置，在箱体的内壁上通过管路连接泵，泵通过管路连接用于模拟海底管道的管体的一端，管体放置在控温槽的内部，管体的另一端通过管路与箱体的内壁连接；控温槽的侧壁上通过第二进液管路和第二出液管路的末端共同连接第二控温装置。本发明专利技术结构简单，使用方便，能够实现对海底管道结垢的动态监测，进而获得海底管道上的结垢速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验装置及其使用方法，特别是关于一种海底管道结垢动态监测实验装置及其使用方法。
技术介绍
现有的结垢预测技术只可以预测能否结垢，而且其中一部分结垢预测装置及预测方法只能够预测特定条件下有多少垢析出。另外，由于现有结垢预测技术中很多参数不宜获得，因此无法准确预测海底管道结垢动态。然而，在实际工程应用中，通常需要预测某种水质在特定运行条件下沉积到海底管道上的垢的量。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种海底管道结垢动态监测实验装置及其使用方法，能够实现对海底管道结垢的动态监测，进而获得海底管道上的结垢速率。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：它包括用于盛放实验介质的箱体和用于盛放液体的控温槽；在所述箱体的外壁和内壁之间设置有第一夹层，在所述箱体的外壁上通过第一进液管路和第一出液管路的末端共同连接第一控温装置，在所述箱体的内壁上通过管路连接泵，所述泵通过管路连接用于模拟海底管道的管体的一端，所述管体放置在所述控温槽的内部，所述管体的另一端通过管路与所述箱体的内壁连接；所述控温槽的外壁和内壁之间设置有第二夹层，在所述控温槽的外壁上通过第二进液管路和第二出液管路的末端共同连接第二控温装置。在位于所述箱体与所述泵之间的所述管路上设置有控制阀；在位于所述泵与所述管体之间的所述管路上设置有流量计。位于所述箱体与所述泵之间的所述管路的进液端设置在所述箱体的底部；位于所述箱体与所述管体之间的所述管路的出液端设置在所述箱体的顶部。所述第一进液管路和所述第一出液管路的始端设置在所述箱体不同侧的侧壁上；所述第二进液管路和所述第二出液管路的始端设置在所述控温槽不同侧的侧壁上；所述第一进液管路和第二进液管路的始端位于所述箱体和所述控温槽的上部，所述第一出液管路和第二出液管路的始端位于所述箱体和所述控温槽的下部。一种海底管道结垢动态监测实验装置的使用方法，其包括以下步骤：1)开启两控温装置分别将箱体夹层内的液体和控温槽夹层内的液体加热到指定温度，使箱体内液体和管体管壁的温度达到特定值；2)将一定量的分析纯试剂添加至箱体的内部形成实验介质，并控制箱体内实验介质的浓度和PH值；3)开启泵，使箱体内的实验介质通过管路进入管体后继而进入箱体的内部，并循环持续一定时间；4)取出管体后，将结垢强度测量装置放置在管体内以除去管体内的垢，记录垢的质量和除垢所用的力，并计算结垢沉积速率。在所述步骤1)中，每间隔30～50分钟对箱体内的液体进行更新。在所述步骤2)中，分析纯试剂为氯化镁、氯化钙、碳酸氢钠中的一种或多种的混合物，以确定箱体内实验介质的不同浓度值和PH值。在所述步骤3)中，循环持续的时间为5、15或25小时。在所述步骤4)中，结垢强度测量装置包括一杆体，在杆体的一端设置有拉力计，在杆体的另一端穿设橡胶清管器；橡胶清管器的外壁与管体内壁结垢的位置摩擦接触。在所述步骤1)中箱体的内部加入防垢剂。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术实验装置设置了箱体，在箱体的外壁和内壁之间设置有夹层，在箱体的外壁上通过进液管路和出液管路的末端共同连接控温装置，通过热传递的作用，能够稳定地控制箱体内实验介质的温度，以便于监测管体管壁结垢的动态，可控性好。2、本专利技术设置了控温槽，在控温槽内放置有管体，在控温槽的外壁和内壁之间设置有夹层，在控温槽的外壁上通过另一进液管路和另一出液管路的末端共同连接另一控温装置，通过热传递的作用，能够稳定地控制管体管壁的温度，以便于监测管体管壁结垢的动态，可控性好。3、本专利技术在位于箱体与泵之间的管路上设置有一控制阀，能够用于调节该管路内液体的流速，通过流速的改变，能够对管体管壁上垢进行动态监测。4、本专利技术在位于泵与管体之间的管路上设置有一流量计，能够用于检测该管路内液体的流量。5、本专利技术方法在箱体的内部加入定量的分析纯试剂，并利用不同离子或不同离子掺混情况下的结构规律，利用箱体内实验介质的不同浓度、不同PH值，能够对管体管壁上的结垢动态进行监测。6、本专利技术方法利用结垢强度测量装置放置在管体内以除去管体内的垢，可以准确地计算垢的质量和除垢所用的力，从而能够快速地计算结垢沉积速率。7、本专利技术在箱体内加入防垢剂，在相同时间周期内测量垢量、除垢所用的力和结垢沉积速率，从而能够快速地监测防垢剂对管体管壁上的结垢动态的影响。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图2是本专利技术结垢强度测量装置的结构示意图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术的海底管道结垢动态监测实验装置，它包括一用于盛放实验介质的箱体1和一用于盛放液体的控温槽2。在箱体1的外壁和内壁之间设置有一夹层3，以形成液体用环形通道。在箱体1的外壁上通过一进液管路和一出液管路的末端共同连接一控温装置4，能够调节夹层3中液体的温度，通过热传递进而控制箱体1内部实验介质的温度。在箱体1的内壁上通过一管路连接一泵5，泵5通过一管路连接一用于模拟海底管道的管体6的一端，管体6放置在控温槽2的内部。管体6的另一端通过一管路与箱体1的内壁连接。控温槽2的外壁和内壁之间设置有一夹层7，在控温槽2的外壁上通过第二进液管路和第二出液管路的末端共同连接一控温装置4，能够调节夹层7中液体的温度，通过热传递进而控制控温槽2内部的液体温度，从而实现管体6侧壁的温度稳定。上述实施例中，在位于箱体1与泵5之间的管路上设置有一控制阀8，用于调节该管路内液体的流速。上述实施例中，在位于泵5与管体6之间的管路上设置有一流量计9，用于检测该管路内液体的流量。上述实施例中，位于箱体1与泵5之间的管路的进液端设置在箱体1的底部。上述实施例中，位于箱体1与管体6之间的管路的出液端设置在箱体1的顶部。上述实施例中，两进液管路和两出液管路的始端设置在箱体1和控温槽2的不同侧侧壁上。其中，两进液管路的始端位于箱体1和控温槽2的上部，两出液管路的始端位于箱体1和控温槽2的下部，以便于控温装置4内的液体在环形通道3中循环流动。上述实施例中，泵5为磁力驱动循环泵。上述实施例中，箱体1可以为水槽或罐体。上述实施例中，两控温装置4均为控温仪。上述实施例中，管体6可以为U形管或直管。上述实施例中，箱体1可以设置成圆柱形。本专利技术的海底管道结垢动态监测实验装置的使用方法，其包括以下步骤：1)开启两控温装置4将箱体1夹层3内的液体和控温槽2夹层7内的液体加热到指定温度，在热传递的作用下，使箱体1内的液体和控温槽2内管体6管壁的温度达到特定值；2)将一定量的分析纯试剂添加至箱体1的内部形成实验介质(箱体1内的液体和分析纯试剂)，并控制箱体1内实验介质的浓度和PH值到达指定值；3)开启泵5，使箱体1内的实验介质通过管路进入管体6后继而进入箱体1的内部，并循环持续一定时间；4)取出管体6后，将结垢强度测量装置10放置在管体6内以除去管体6内的垢(如图2所示)，记录垢的质量和除垢所用的力，并计算结垢沉积速率。上述实施例中，在步骤1)中，可以每隔30～50分钟对箱体1内的液体进行更新。上述实施例中，在步骤2)中，分析纯试剂可以为MgCl2(氯化镁)、CaCl2(氯化钙)、NaHCO3(碳酸氢钠)中的一种或多种的混合物；以确定箱体内实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：它包括用于盛放实验介质的箱体和用于盛放液体的控温槽；在所述箱体的外壁和内壁之间设置有第一夹层，在所述箱体的外壁上通过第一进液管路和第一出液管路的末端共同连接第一控温装置，在所述箱体的内壁上通过管路连接泵，所述泵通过管路连接用于模拟海底管道的管体的一端，所述管体放置在所述控温槽的内部，所述管体的另一端通过管路与所述箱体的内壁连接；所述控温槽的外壁和内壁之间设置有第二夹层，在所述控温槽的外壁上通过第二进液管路和第二出液管路的末端共同连接第二控温装置。

【技术特征摘要】
1.一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：它包括用于盛放实验介质的箱体和用于盛放液体的控温槽；在所述箱体的外壁和内壁之间设置有第一夹层，在所述箱体的外壁上通过第一进液管路和第一出液管路的末端共同连接第一控温装置，在所述箱体的内壁上通过管路连接泵，所述泵通过管路连接用于模拟海底管道的管体的一端，所述管体放置在所述控温槽的内部，所述管体的另一端通过管路与所述箱体的内壁连接；所述控温槽的外壁和内壁之间设置有第二夹层，在所述控温槽的外壁上通过第二进液管路和第二出液管路的末端共同连接第二控温装置。2.如权利要求1所述的一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：在位于所述箱体与所述泵之间的所述管路上设置有控制阀；在位于所述泵与所述管体之间的所述管路上设置有流量计。3.如权利要求1所述的一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：位于所述箱体与所述泵之间的所述管路的进液端设置在所述箱体的底部；位于所述箱体与所述管体之间的所述管路的出液端设置在所述箱体的顶部。4.如权利要求1所述的一种海底管道结垢动态监测实验装置，其特征在于：所述第一进液管路和所述第一出液管路的始端设置在所述箱体不同侧的侧壁上；所述第二进液管路和所述第二出液管路的始端设置在所述控温槽不同侧的侧壁上；所述第一进液管路和第二进液管路的始端位于所述箱体和所述控温槽的上部，所述第一出液管路和第二出液管路的始端位于所述箱体和所述控温槽的下部。5.一种如权利要求1～4任一项所述实...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓红，黄启玉，陈晶华，邢晓凯，陈宏举，郑海敏，来远，安维峥，洪毅，张天琳，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11