油气混输管道装置及水合物生成、堵塞及消融的模拟方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种油气混输管道装置及水合物生成、堵塞及消融的模拟方法，包括一个反应釜I和反应釜II，反应釜I和反应釜II均与同一个供气系统相连，反应釜I上设有注浆口，反应釜II的顶部和底部通过循环管路连通，在循环管路上设有注液口；反应釜I和反应釜II上均设有对其温度进行调节的温度控制装置，且在循环管路上还安装有检测管路内天然气水合物反应状态的检测装置，检测装置与数据处理系统相连，所述的检测装置与数据处理系统相连。本发明专利技术对于高危堵塞状态的措施对于控制管路因堵塞而长时间停产的损失具有非常好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于管路安全控制
，尤其涉及一种油气混输管道装置及水合物生成、堵塞及消融的模拟方法。
技术介绍
天然气水合物是水与甲烷、乙烷、二氧化碳及硫化氢的等小分子气体形成的非化学计量性笼状晶体物质。在油气开采和运输过程中，由于高压和低温条件，很容易形成天然气水合物堵塞管路，有碍正常生产。自1934年前苏联在天然气输送管路中首次发现水合物冰堵以来，随着油气资源开发不断向深水领域发展，由水合物引发的各类问题逐渐成为石油工业领域流动安全保障的研究热点。其中，对油气输送管路中形成水合物防治技术的研究尤为重要和突出。根据对国内外现行的油气输送管路中天然气水合物防治技术研究的调研发现，国内外研究在水合物防控技术尤其是输送管路水合物防控技术研究方面还远远不够。所涉及的国内外主要的专利有以下几项。中国专利CN201310712299公开了一种模拟油气管路流体流动安全评价装置，包括多相流循环系统、分离系统、流体注入系统、和废气回收系统。可模拟低温高压环境，用来进行油气管路流体流动安全性评价，包括水合物、蜡沉积等问题引起的油气管路堵塞以及因管路腐蚀导致的油气输送安全问题。中国专利CN201310561102涉及一种管路式气体水合物生成实验装置，它包括气液输送系统、冷却系统和水合物管路生成系统，其中，气液输送系统包括气瓶、储气罐、排泄口一、离心泵、液体流量计、压缩机、气体流量计、分离器和缓冲罐；冷却系统包括冷却箱、排泄<br>口二、冷水浴一和冷水浴二；水合物管路生成系统包括加药口、微气泡发生器、连接法兰、扭带式螺旋流发生器、温度传感器、压力传感器、压差计、观察视窗和实验管段。整套实验装置操作方便，运行费用较低，满足水合物浆体生成和流动规律实验的要求。中国专利CN104818962A公开了一种采气井井筒水合物堵塞的解除方法，是向发生水合物堵塞的井筒中泵入酸性工作溶液后，再投入由可为所述酸性工作溶液消溶的材料包覆的氧化钙的加热单元。所述的酸性工作溶液为至少含有盐酸、金属缓蚀剂及水合物抑制剂的水溶液。该方法通过氧化钙在工作液中的生成氢氧化钙及进一步与酸反应过程中的剧烈放热，对井筒水合物堵塞的局部进行加热，从而解除冰堵。此方法无需要大型作业设备，使产生的热量能有效集中于冰堵的局部，大大提高了热效率，从而能大幅缩短水合物解堵时间，所用药剂量小，作业时间短，成本低，操作简便，且处理过程中无新的固体沉淀产生，不会造成新的井筒堵塞情况。中国专利CN104848034A公开了一种气井管路自生热解水合物冻堵装置，通过自生热解化合物，具有工艺简单，节能环保，装卸方便，劳动强度小的优点。中国专利CN104399716A公开了一种解除油气输送管路中水合物堵塞的方法。该方法包括如下步骤：将油气输送管路中水合物堵塞段两端通过快速接头分别与气液回收罐相连通进行降压，且保持水合物堵塞段两端的压力平衡；切断快速接头之间的连通以及气液回收罐与快速接头之间的连通，水合物堵塞段注入水合物抑制剂和/或高温物流，则油气输送管路中的水合物进行分解。以上专利技术，均对水合物的生成规律以及流动规律，对水合物的解除方法进行了研究和设计。以上各专利，在应用于油气输送管路中天然气水合物防治技术研究时存在以下问题：(1)以上各专利均可对管路内水合物的形成过程和水合物形成后的流动特性进行研究，但并不能有效的对管线内水合物的堵塞过程和堵塞机理进行分析研究。(2)以上专利主要用于研究管线内水合物的预防和生成工艺，对管线内水合物形成后或管线堵塞后水合物的加热、降压、注剂等分解工艺则不能进行有效研究。(3)以上各专利均可对管路内水合物的堵塞解堵技术进行研究，但所采用的方法不能考虑水合物的生成过程，对水合物的解堵采用单一方法进行。(4)以上专利主要用于研究管线内水合物的解堵工艺，并没有详细考虑水合物具体生成后状态的不同，所采用的方法也是统一的方法，使得解堵方法效果并不理想。总之，以上专利对管线内水合物生成、流动、堵塞、分解的整个流程研究并不全面，因此本专利技术设计了一种用于全面研究油气输送管路中天然气水合物防治技术的实验装置以及一种能够根据水合物生成阶段对其堵塞进行解堵的综合方法。
技术实现思路
：本专利技术目的是提供一种油气混输管道装置及水合物生成、堵塞及消融的模拟方法。将油、气、水三相加入反应釜体系或环道体系，通过搅拌、循环流动、冷媒循环控温、排气降压、注化学试剂等的作用，研究实际管输条件和管输工艺中天然气水合物的防治技术。本专利技术实现的具体技术方案如下：一种油气混输管道装置及水合物生成、堵塞和消融的模拟方法，包括油气混输管道装置和基于该装置的水合物生成、堵塞和消融的模拟方法。一种油气混输管道装置，包括一个反应釜I和反应釜II，所述的反应釜I和反应釜II均与同一个供气系统相连，所述的反应釜I上设有注浆口，反应釜II的顶部和底部通过循环管路连通，在所述的循环管路上设有注液口；所述的反应釜I和反应釜II上均设有对其温度进行调节的温度控制装置，且在循环管路上还安装有检测管路内天然气水合物反应状态的检测装置，所述的检测装置与数据处理系统相连。所述的检测装置包括设置在循环管路上的温度传感器、压力传感器、激光粒度仪、差压传感器和流量计；在反应釜II上设有压力表和排压口。所述的循环管路还设有可拆卸段，所述的可拆卸段的外圈设有循环夹套管，所述的循环夹套管与对循环管路进行温度调节的冷却水循环机相连通。所述的注液系统包括设置在反应釜I上的注液口以及与反应釜I相连的恒流泵。所述的供气系统包括储气罐，所述的储气罐通过管路分别与反应釜I、反应釜II连通，且储气罐与反应釜I、反应釜II连接的管路上均设有控制其开断的控制阀、气体体积流量计和真空泵，在储气罐的出口连接有气体减压阀，通过供气系统可以调节反应釜I、反应釜II的压力大小。在所述的反应釜II和反应釜I上还设有对其内部进行搅拌的搅拌装置。所述的温度控制装置包括冷却水循环机，在反应釜II和反应釜I的外表面包裹有循环夹套，所述循环夹套的内部与冷却水循环机相连。所述的循环管路的可拆卸段的外圈也设有循环夹套管，所述的循环夹套管上设有冷媒循环接口，所述的冷媒循环接口与冷却水循环机相连。基于油气混输管道装置的水合物生成、堵塞及消融的模拟方法，包括以下步骤：步骤1，对循环管路中水合物的形成进行监测，建立水合物生成后循环管路压力与流量的关系模型；步骤2，根据水合物生成后压力及流量关系模型，计算实际流量与水合物生成前流量的比值，藉此建立判别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气混输管道装置，其特征在于，包括一个反应釜I和反应釜II，所述的反应釜I和反应釜II均与同一个供气系统相连，所述的反应釜I上设有注浆口，反应釜II的顶部和底部通过循环管路连通，在所述的循环管路上设有注液口；所述的反应釜I和反应釜II上均设有对其温度进行调节的温度控制装置，且在循环管路上还安装有检测管路内天然气水合物反应状态的检测装置，所述的检测装置与数据处理系统相连。

【技术特征摘要】
1.一种油气混输管道装置，其特征在于，包括一个反应釜I和反应釜II，所述的反应釜
I和反应釜II均与同一个供气系统相连，所述的反应釜I上设有注浆口，反应釜II的顶部
和底部通过循环管路连通，在所述的循环管路上设有注液口；所述的反应釜I和反应釜II上
均设有对其温度进行调节的温度控制装置，且在循环管路上还安装有检测管路内天然气水合
物反应状态的检测装置，所述的检测装置与数据处理系统相连。
2.如权利要求1所述的油气混输管道装置，其特征在于，所述的检测装置包括设置在循
环管路上的温度传感器、压力传感器、激光粒度仪、差压传感器、流量计以及设置在反应釜
II上设有压力表和排压口。
3.如权利要求1所述的油气混输管道装置，其特征在于，所述的循环管路设有可拆卸段；
所述的可拆卸段的外圈设有循环夹套管，所述的循环夹套管与对循环管路进行温度调节的冷
却水循环机相连通。
4.如权利要求1所述的油气混输管道装置，其特征在于，所述的供气系统包括储气罐，
所述的储气罐通过管路分别与反应釜I、反应釜II连通，且储气罐与反应釜I、反应釜II连
接的管路上均设有控制其开断的控制阀、气体体积流量计和真空泵，同时在储气罐的出口连
接有气体减压阀。
5.如权利要求1所述的油气混输管道装置，其特征在于，在所述的反应釜II和反应釜
I上还设有对其内部进行搅拌的搅拌装置。
6.如权利要求1所述的油气混输管道装置，其特征在于，在反应釜II和反应釜I的外
表面包裹有循环夹套，所述循环夹套的内部与对反应釜II和反应釜I内部温度进行调节的冷
却水循环机相连。
7.一种基于权利要求1所述的油气混输管道装置的水合物生成、堵塞及消融的模拟方
法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武昌，李玉星，胡其会，刘翠伟，朱建鲁，宋光春，赵鹏飞，姜凯，叶晓，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37