多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具制造方法及图纸

本发明专利技术为一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，多相流管道机械清蜡模拟试验装置包括试验台，试验台上固定设置有多相流管道组件，多相流管道组件包括主管道，主管道内设有沿轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，主管道内设置有清管器，清管器上连接有一端穿出主管道的绳索；主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，清蜡阻力检测机构包括测力传感器，绳索所述测力传感器上方的一端连接有电动绞车驱动机构；主管道的一侧平行间隔设置有能观测清管作业的观测机构；多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括控制系统。该实验装置能够模拟在多相流集输管道中用机械方式清蜡，适用于模拟海洋石油集输管道清蜡研究。

Apparatus for simulating wax removal of multiphase flow pipeline machinery and mold for producing wax sediment

The invention relates to a multiphase flow pipeline cleaning machine mould wax simulation test device and wax sediment, multiphase flow pipeline mechanical pigging simulation test device including test bench, test bench is arranged on the multiphase flow pipeline components, multiphase flow pipeline assembly comprises a main pipe head is provided in the axial direction the cross section, crescent shaped wax deposit, the main pipe is arranged in the pig, the pig out of the main pipe connected with one end of the rope; a wax resistance detection mechanism is arranged above one end of the main pipeline, wax resistance detection mechanism comprises a force measuring sensor, the measuring end of rope at the top of the force sensor the driving mechanism is connected with the electric winch; one side of the main pipe is arranged at intervals in parallel observation observation operation mechanism of pipe cleaning; multiphase flow pipeline mechanical pigging simulation test device includes a control system. The experimental device can be used to simulate the removal of wax in the multiphase flow gathering pipeline, which is suitable for simulating the wax removal of the offshore oil gathering pipeline.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量仪器，尤其涉及一种模拟海洋石油多相流集输管道机械式清蜡试验装置及制作蜡沉积物的模具。
技术介绍
随着世界经济的发展，对石油天然气能源需求激增，海洋油气开采广泛得到各国的关注。在海洋油气开采过程中，多相集输方式是主要的输送油气的方式。由于海洋特殊的低温环境，使得输送管道壁与输送油气产生较大的温度差，原油中的蜡晶分子在管壁发生沉积，从而在管壁上形成蜡沉积物。随着沉积时间的增加，蜡沉积物会严重降低管道输送能力，甚至会发生停输等重大问题。在上个世纪90年代美国能源部曾统计过修复深度400m堵塞的海底管道，每千米的修理费用高达62.1万美元，投入成本非常高。为了保证油气的安全可靠输送，目前普遍采用定期对输送管道内部的蜡沉积物进行清除的方法。机械式清除是其中一种常见方式，其采用的清理工具被称为清管器。清管器的种类有很多，例如：皮碗式，直板式，清管球，泡沫清管器等等。在实际机械式清管过程中，由于蜡沉积物太硬或蜡塞阻力过大，容易出现清管器的卡堵问题，从而导致二次堵塞严重问题。为了防止这些问题出现，很有必要对清蜡的阻力包括沉积物剥离力和蜡塞阻力进行研究，提出合理的蜡沉积物剥离力和蜡塞阻力的计算公式，从而保证机械式清管的安全可靠运行。目前，现有技术中存在一种原油管道通球清蜡模拟实验装置及实验方法，该实验装置和试验方法中，主要是模拟原油单相流的蜡层物，蜡层物形状为环形。针对集输多相流的问题，没有考虑，特别当输送的是油气两相流时候，蜡沉积物为月牙形而非环形；而且该装置的管道中没有装原油，跟实际管道有很大差别；同时该实验装置和实验方法只能测得清管器清蜡阻力，不能在线观测清蜡过程中蜡屑的迁移运动。有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本专利技术人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验与实践，提出一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置及制作蜡沉积物的模具，该实验装置解决现有技术中存在的问题，能够模拟在多相流集输管道中用机械方式清蜡，适用于模拟海洋石油集输管道清蜡研究。本专利技术的目的是这样实现的，一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置，包括底部设置的试验台，所述试验台上固定设置有多相流管道组件，所述多相流管道组件包括水平设置、且两端封闭的透明的主管道，所述主管道内设有沿所述主管道轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，所述主管道内能滑动地设置有清管器，所述清管器上连接有一端穿出所述主管道的绳索；所述主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，所述清蜡阻力检测机构包括固定串接于所述绳索上的测力传感器，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端连接有能驱动所述清管器进行清管作业的电动绞车驱动机构；所述主管道的一侧平行间隔设置有能观测所述主管道内清管作业的观测机构；所述多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括能够控制所述电动绞车驱动机构、所述观测机构的控制系统。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述多相流管道组件还包括两个固定于所述试验台上的支撑底座，两个所述支撑底座上分别固定设置有第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头上的第一接口与所述主管道的一端密封连通，所述第一三通接头上的第二接口连接有发球筒，所述发球筒的另一端呈封闭状态，所述第一三通接头上的第三接口呈开放状态；所述第二三通接头上的第四接口与所述主管道的另一端密封连通，所述第二三通接头上的第五接口呈封闭状态，所述第二三通接头上的第六接口中穿设所述绳索，所述第二三通接头内位于所述第六接口的下方设置有第一定滑轮，所述第一定滑轮的转动中心轴水平且垂直于所述主管道的中心轴，所述绳索的一端缠绕通过所述第一定滑轮后与所述清管器的一端连接。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一三通接头和所述第二三通接头分别通过一固定箍固定设置于所述支撑底座上；所述主管道的两端设置有用于分别连接所述第一三通接头和所述第二三通接头的法兰结构；所述第二三通接头内位于所述第六接口的位置自上往下设置有第一滑轮支架，所述第一定滑轮转动设置于所述第一滑轮支架上。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述清蜡阻力检测机构还包括与所述测力传感器连接的数据采集系统。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述电动绞车驱动机构包括支撑架，所述支撑架上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端与一滚筒连接，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端一端通过第二定滑轮缠绕于所述滚筒上，所述第二定滑轮的转动中心轴水平且平行于所述滚筒的转动中心轴。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述支撑架包括一底部固定于所述试验台上的支撑立板，所述支撑立板上固定设置有托板，所述托板上设置有滚筒支撑座，所述托板上设置有穿设所述绳索的透槽，所述托板上设置有能转动支撑所述第二定滑轮的第二滑轮支架，所述滚筒支撑座上设置所述第一伺服电机和所述滚筒，所述控制系统设置于所述托板上方；所述托板的下方设置有行程开关，所述绳索位于所述托板下方的位置串接有行程挡块。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一伺服电机由伺服控制系统控制操作，所述伺服控制系统包括与所述第一伺服电机连接的伺服控制器，所述伺服控制器上连接有单片机。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述观测机构包括与所述主管道平行间隔、且固定设置于所述试验台上的观测机构底座，所述观测机构底座的两端分别设置有一丝杠支撑立板，两个所述丝杠支撑立板上转动连接有与所述主管道的中心轴平行设置的第一丝杠，所述第一丝杠的一端固定连接于一第二伺服电机的输出端；所述第一丝杠转动穿设通过一水平设置的、且能沿所述观测机构底座滑动的滑台，所述滑台的顶面设置有与所述第一丝杠呈空间垂直的第一滑轨，所述第一滑轨上设置有能沿所述第一滑轨滑动的升降机构，所述升降机构上固定有摄像机，所述升降机构上还设置有位于所述主管道上方的便携式数码显微镜。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述观测机构底座上与所述第一丝杠平行设置有两个导轨，两个所述导轨分别设置于所述第一丝杠的两侧，所述滑台的底面两侧分别设有一与所述第一丝杠平行的导向槽，两个所述导向槽分别能滑动地套设于两个所述导轨上；一所述导轨的两端设置有限位开关。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第二伺服电机由伺服控制系统控制操作，所述伺服控制系统包括与所述第二伺服电机连接的伺服控制器，所述伺服控制器上连接有单片机。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述升降机构包括能沿所述第一滑轨滑动的下支座，所述下支座上一端设置有能沿所述下支座的长度方向滑动的下滑块，所述下滑块上铰接有一从动连杆的下端，所述下支座上另一端铰接有一主动连杆的下端，所述从动连杆和所述主动连杆的中部相互铰接，所述升降机构还包括位于所述下支座上方、且与所述下支座平行的上支座，所述上支座的下方与所述下滑块相对的位置设置有能沿所述上支座的长度方向滑动的上滑块，所述上滑块内转动穿设有一第二丝杠，所述上滑块上铰接所述主动连杆的上端，所述上支座的下方的另一端铰接所述从动连杆的上端，所述第二丝杠的一端固定连接有摇杆；所述上支座的上方固定设置有顶部架体，所述摄像机设置于所述顶部架体内；所述顶部架体的顶面上设置有与所述第一滑轨平行的第二滑轨，所述第二滑轨上设置有能沿所述第二滑轨滑动的数码显微镜夹持架，所述便携式数码显微镜设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置，包括底部设置的试验台，其特征在于：所述试验台上固定设置有多相流管道组件，所述多相流管道组件包括水平设置、且两端封闭的透明的主管道，所述主管道内设有沿所述主管道轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，所述主管道内能滑动地设置有清管器，所述清管器上连接有一端穿出所述主管道的绳索；所述主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，所述清蜡阻力检测机构包括固定串接于所述绳索上的测力传感器，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端连接有能驱动所述清管器进行清管作业的电动绞车驱动机构；所述主管道的一侧平行间隔设置有能观测所述主管道内清管作业的观测机构；所述多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括能够控制所述电动绞车驱动机构、所述观测机构的控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种多相流管道机械清蜡模拟试验装置，包括底部设置的试验台，其特征在于：所述试验台上固定设置有多相流管道组件，所述多相流管道组件包括水平设置、且两端封闭的透明的主管道，所述主管道内设有沿所述主管道轴向设置的、横截面呈月牙形的蜡沉积物，所述主管道内能滑动地设置有清管器，所述清管器上连接有一端穿出所述主管道的绳索；所述主管道的一端上方设置有清蜡阻力检测机构，所述清蜡阻力检测机构包括固定串接于所述绳索上的测力传感器，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端连接有能驱动所述清管器进行清管作业的电动绞车驱动机构；所述主管道的一侧平行间隔设置有能观测所述主管道内清管作业的观测机构；所述多相流管道机械清蜡模拟试验装置还包括能够控制所述电动绞车驱动机构、所述观测机构的控制系统。2.如权利要求1所述的多相流管道机械清蜡模拟试验装置，其特征在于：所述多相流管道组件还包括两个固定于所述试验台上的支撑底座，两个所述支撑底座上分别固定设置有第一三通接头和第二三通接头，所述第一三通接头上的第一接口与所述主管道的一端密封连通，所述第一三通接头上的第二接口连接有发球筒，所述发球筒的另一端呈封闭状态，所述第一三通接头上的第三接口呈开放状态；所述第二三通接头上的第四接口与所述主管道的另一端密封连通，所述第二三通接头上的第五接口呈封闭状态，所述第二三通接头上的第六接口中穿设所述绳索，所述第二三通接头内位于所述第六接口的下方设置有第一定滑轮，所述第一定滑轮的转动中心轴水平且垂直于所述主管道的中心轴，所述绳索的一端缠绕通过所述第一定滑轮后与所述清管器的一端连接。3.如权利要求2所述的多相流管道机械清蜡模拟试验装置，其特征在于：所述第一三通接头和所述第二三通接头分别通过一固定箍固定设置于所述支撑底座上；所述主管道的两端设置有用于分别连接所述第一三通接头和所述第二三通接头的法兰结构；所述第二三通接头内位于所述第六接口的位置自上往下设置有第一滑轮支架，所述第一定滑轮转动设置于所述第一滑轮支架上。4.如权利要求1所述的多相流管道机械清蜡模拟试验装置，其特征在于：所述清蜡阻力检测机构还包括与所述测力传感器连接的数据采集系统。5.如权利要求1所述的多相流管道机械清蜡模拟试验装置，其特征在于：所述电动绞车驱动机构包括支撑架，所述支撑架上设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出端与一滚筒连接，所述绳索位于所述测力传感器上方的一端一端通过第二定滑轮缠绕于所述滚筒上，所述第二定滑轮的转动中心轴水平且平行于所述滚筒的转动中心轴。6.如权利要求5所述的多相流管道机械清蜡模拟试验装置，其特征在于：所述支撑架包括一底部固定于所述试验台上的支撑立板，所述支撑立板上固定设置有托板，所述托板上设置有滚筒支撑座，所述托板上设置有穿设所述绳索的透槽，所述托板上设置有能转动支撑所述第二定滑轮的第二滑轮支架，所述滚筒支撑座上设置所述第一伺服电机和所述滚筒，所述控制系统设置于所述托板上方；所述托板的下方设置有行程开关，所述绳索位于所述托板下方的位置串接有行程挡块。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘书海，兰志成，肖华平，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11