一种清管器性能与清管效果测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种清管器性能与清管效果测试装置及方法，其包括清管器发射与接收单元，清管器发射与接收单元包括清管器发射单元和清管器接收单元；进气口经气体供应与计量单元与清管器发射单元入口端连接，清管器发射单元出口端经清管运行测量单元与清管器接收单元连接；位于清管运行测量单元末端还连接终端积液接收单元；气体供应与计量单元包括空气压缩机，进气口与空气压缩机入口连接，空气压缩机出口经第一阀门、缓冲罐、第二阀门与空气过滤器入口连接，空气过滤器出口经第三阀门与气体流量计入口连接；气体流量计出口经第四阀门与清管器发射与接收单元连接。本发明专利技术能够精确测试清管器的运行速度变化、清管段塞量的大小以及清管积液的运移过程。

Device and method for testing performance and pigging effect of pipe cleaner

The invention relates to a pipe cleaner performance and pigging device and method of testing the effect, including pigging transmitting and receiving unit, transmitting and receiving pigging unit includes a pipe cleaner transmitting unit and the receiving unit inlet pipe cleaner; transmitting unit is connected with the entrance by the gas supply metering unit and cleaning tube, pipe cleaner emission unit outlet by pigging operation measurement unit and pigging receive unit is connected in pigging operation; the measuring unit is connected at the end of the receiving unit terminal effusion; gas supply and metering unit comprises an air compressor, air inlet connected with the air compressor entrance, air compressor outlet through a first valve, a buffer tank second, the valve connected with the air filter entrance, air filter outlet through third valve and gas meter entrance connection; gas flow meter outlet through a fourth valve and pipe cleaning Connection between transmitter and receiver unit. The invention can accurately test the change of the running speed of the pigging, the size of the slug in the pigging section and the migration process of the cleaning fluid.

【技术实现步骤摘要】
一种清管器性能与清管效果测试装置及方法
本专利技术涉及一种油气集输系统多相流动
，特别是关于一种清管器性能与清管效果测试装置及方法。
技术介绍
天然气管道的长期运行会在管道内积聚凝析液，使管道流通面积减小、能量损耗增大，极大地降低管输效率，在特定条件下还可能生成水合物堵塞管道。通常采用定期清管的方法解决凝析液积聚问题。传统清管器通过皮碗或球体对管道进行密封使背压升高，依靠前后压差推动其在管道中运动进行清管作业。实际生产中输气管气体流量大、流速快。由于前后密闭，传统清管器速度与气流速度基本相当，从而导致清管器上下游发生严重窜漏，清管效率降低，液体不能被完全清除。同时，高速运行的清管器带动机械杂质与管道内壁产生强烈的摩擦，破坏管道涂层、缩短管道寿命。此外清管器的高速运行，会产生巨大的动量，对管道的弯头、仪表、收球筒等产生巨大的冲击破坏，更为重要的是，由于清管器速度过快，造成大量液体在清管器下游积聚，当清管器到达终端时，积聚的清管段塞量往往超过下游段塞流捕集器的处理能力，从而造成捕集器溢流等生产事故，对下游处理系统的安全稳定运行带来影响。目前，国内外多采用射流清管器进行清管作业，以解决传统清管器清管速度过快、清管段塞量过大带来的一系列生产安全问题。射流清管器依靠旁通孔降低清管器前后压差，减小清管器速度，从而显著减少清管段塞量，保证下游处理系统的安全稳定运行。对于一定的密封结构，清管器的旁通率是影响射流清管效果的主要因素。当旁通率为零时，即为传统清管器，旁通率过低，则驱动压差过大，使清管器速度和清管段塞量过大，达不到安全清管的目的，旁通率过高，驱动压差过低，导致清管器卡堵，造成生产事故。因此，为提高射流清管器的清管效率，同时保证清管作业及下游设备的安全稳定运行，需对旁通率进行优选，深入探究旁通气体与射流清管器下游积液运移规律间的耦合作用机制，研究有无旁通以及不同密封结构下清管效果的差异，然而目前尚未出现相应的清管旁通选优与清管积液测试装置及方法，从而无法进行清管器性能与清管效果的测试。
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清管器性能与清管效果测试装置，该装置能针对不同的运行工况(气量和积液量)条件，不同的清管器结构参数(旁通率和皮碗密封结构)评价清管器性能和清管效果，包括清管器运行速度的变化、清管积液运移规律以及终端清管段塞量的大小，从而优选清管器的旁通率，解决生产中清管器旁通孔大小与清管器密封结构的适配性问题，为清管器结构的优化设计提供参考依据。本专利技术的另一目的是提供清管器性能与清管效果测试方法，该方法以清管器平稳运行速度和清管段塞量作为旁通优选的性能指标，可得到不同旁通率下的清管速度和清管段塞量的变化规律，准确评价不同的清管器结构参数和生产运行参数下的清管器运行速度和清管段塞量，从而评价清管器性能和清管效果，同时还能获得清管积液运移过程与清管器性能的内在关系。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：该装置包括进气口、气体供应与计量单元、清管器发射与接收单元、清管运行测量单元和终端积液接收单元，所述清管器发射与接收单元包括清管器发射单元和清管器接收单元；所述进气口与所述气体供应与计量单元入口端连接，所述气体供应与计量单元出口端与所述清管器发射单元入口端连接，所述清管器发射单元出口端经所述清管运行测量单元与所述清管器接收单元连接；位于所述清管运行测量单元末端还连接所述终端积液接收单元；所述气体供应与计量单元包括空气压缩机、第一阀门、缓冲罐、第二阀门、空气过滤器、第三阀门、气体流量计和第四阀门；所述进气口与所述空气压缩机入口连接，所述空气压缩机出口经所述第一阀门与所述缓冲罐入口连接；所述缓冲罐出口经所述第二阀门与所述空气过滤器入口连接，所述空气过滤器出口经所述第三阀门与所述气体流量计入口连接；所述气体流量计出口经所述第四阀门与所述清管器发射与接收单元连接。优选地，所述清管器发射与接收单元中清管器发射单元包括发球筒、差压传感器、排气口、第五阀门和第六阀门；所述清管器接收单元包括第七阀门、收球筒和放液口；所述发球筒入口与所述气体供应与计量单元中第四阀门连接，且所述差压传感器与所述发球筒并联，位于所述发球筒出口处经所述第六阀门与所述清管运行测量单元入口端连接；位于所述第六阀门与所述发球筒出口之间还并联有一管路，该管路末端为所述排气口，且在该管路上设置有所述第五阀门；所述清管运行测量出口端经所述第七阀门与所述收球筒连接，位于所述收球筒底部还设置有所述放液口。优选地，所述第五阀门和第六阀门为两个启闭机制相反且联锁控制的电动阀门。优选地，所述发球筒为偏心大小头结构，所述收球筒为同心大小头结构。优选地，所述清管运行测量单元包括第一压力传感器、注液口、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器、第一红外二级管、第二红外二极管、第三红外二极管、第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机和透明有机玻璃管；所述透明有机玻璃管入口与所述清管器发射单元连接，所述透明有机玻璃管出口与所述清管器接收单元连接；位于所述透明有机玻璃管上，从入口至出口依次设置有所述第一压力传感器、注液口、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器，所有压力传感器采集信号外输至计算机数据采集系统；所述第二压力传感器和第三压力传感器组成一对压力测量组，所述第四压力传感器和第五压力传感器组成一对压力测量组，所述第六压力传感器和第七压力传感器组成一对压力测量组；所述第一红外二级管和第二红外二极管安装在所述透明有机玻璃管侧面，组成一对红外对管，将其采集的电压信号进行对比，用于计算清管段塞的速度和长度；所述第三红外二极管安装在所述透明有机玻璃管顶部和底部，将测量的电压信号用于判断积液的流型；所有红外二极管采集的信号外输至计算机数据采集系统；所述第一摄像机、第二摄像机和第三摄像机平行安装在所述透明有机玻璃管侧面。优选地，所述透明有机玻璃管外壁面标示有用于识别注液高度的刻度。优选地，所述终端积液接收单元第八阀门、第九阀门、液位计、接收容器和支架；位于所述清管运行测量单元的透明有机玻璃管末端，在所述透明有机玻璃管上并联设置有两个分支管路，每一所述分支管路上分别设置有所述第八阀门和第九阀门，两个所述分支管路经总管路汇集后连接至所述接收容器；位于所述接收容器上方设置有所述液位计，所述液位计安装在所述支架上，所述支架位于所述接收容器一侧；所述液位计采集信号外输至计算机数据采集系统。优选地，两个所述分支管路之间的间距大于一个清管器长度。优选地，所述接收容器内置分隔挡板。一种基于上述装置的清管器性能与清管效果测试方法，其特征在于包括以下步骤：1)选择试验用清管器，包括清管器外部密封结构和旁通率的选择；将清管器置于发球筒内，塞入偏小大小头部分；2)关闭第五阀门、第八阀门和第九阀门，打开第六阀门和第七阀门，开启差压传感器准备记录启动压差；打开空气压缩机、第一阀门、第二阀门和第三阀门，调节第四阀门的开度至预先设定气量，进行启动压差的通球实验，完成后取出清管器，关闭第三阀门和空气压缩机；3)获得启动压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：该装置包括进气口、气体供应与计量单元、清管器发射与接收单元、清管运行测量单元和终端积液接收单元，所述清管器发射与接收单元包括清管器发射单元和清管器接收单元；所述进气口与所述气体供应与计量单元入口端连接，所述气体供应与计量单元出口端与所述清管器发射单元入口端连接，所述清管器发射单元出口端经所述清管运行测量单元与所述清管器接收单元连接；位于所述清管运行测量单元末端还连接所述终端积液接收单元；所述气体供应与计量单元包括空气压缩机、第一阀门、缓冲罐、第二阀门、空气过滤器、第三阀门、气体流量计和第四阀门；所述进气口与所述空气压缩机入口连接，所述空气压缩机出口经所述第一阀门与所述缓冲罐入口连接；所述缓冲罐出口经所述第二阀门与所述空气过滤器入口连接，所述空气过滤器出口经所述第三阀门与所述气体流量计入口连接；所述气体流量计出口经所述第四阀门与所述清管器发射与接收单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：该装置包括进气口、气体供应与计量单元、清管器发射与接收单元、清管运行测量单元和终端积液接收单元，所述清管器发射与接收单元包括清管器发射单元和清管器接收单元；所述进气口与所述气体供应与计量单元入口端连接，所述气体供应与计量单元出口端与所述清管器发射单元入口端连接，所述清管器发射单元出口端经所述清管运行测量单元与所述清管器接收单元连接；位于所述清管运行测量单元末端还连接所述终端积液接收单元；所述气体供应与计量单元包括空气压缩机、第一阀门、缓冲罐、第二阀门、空气过滤器、第三阀门、气体流量计和第四阀门；所述进气口与所述空气压缩机入口连接，所述空气压缩机出口经所述第一阀门与所述缓冲罐入口连接；所述缓冲罐出口经所述第二阀门与所述空气过滤器入口连接，所述空气过滤器出口经所述第三阀门与所述气体流量计入口连接；所述气体流量计出口经所述第四阀门与所述清管器发射与接收单元连接。2.如权利要求1所述的一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：所述清管器发射与接收单元中清管器发射单元包括发球筒、差压传感器、排气口、第五阀门和第六阀门；所述清管器接收单元包括第七阀门、收球筒和放液口；所述发球筒入口与所述气体供应与计量单元中第四阀门连接，且所述差压传感器与所述发球筒并联，位于所述发球筒出口处经所述第六阀门与所述清管运行测量单元入口端连接；位于所述第六阀门与所述发球筒出口之间还并联有一管路，该管路末端为所述排气口，且在该管路上设置有所述第五阀门；所述清管运行测量出口端经所述第七阀门与所述收球筒连接，位于所述收球筒底部还设置有所述放液口。3.如权利要求2所述的一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：所述第五阀门和第六阀门为两个启闭机制相反且联锁控制的电动阀门。4.如权利要求2所述的一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：所述发球筒为偏心大小头结构，所述收球筒为同心大小头结构。5.如权利要求1所述的一种清管器性能与清管效果测试装置，其特征在于：所述清管运行测量单元包括第一压力传感器、注液口、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器、第一红外二级管、第二红外二极管、第三红外二极管、第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机和透明有机玻璃管；所述透明有机玻璃管入口与所述清管器发射单元连接，所述透明有机玻璃管出口与所述清管器接收单元连接；位于所述透明有机玻璃管上，从入口至出口依次设置有所述第一压力传感器、注液口、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器，所有压力传感器采集信号外输至计算机数据采集系统；所述第二压力传感器和第三压力传感器组成一对压力测量组，所述第四压力传感器和第五压力传感器组成一对压力测量组，所述第六压力传感器和第七压力传感器组成一对压力测量组；所述第一红外二级管和第二红外二极管安装在所述透明有机玻璃管侧面，组成一对红外对管，将其采集的电压信号进行对比，用于计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚海元，何利民，刘永飞，罗小明，陈建恒，李清平，程兵，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11