本发明专利技术涉及一种水合物相平衡曲线测试装置与方法，属于水合物测定技术领域，本发明专利技术旨在提供一种油气混输管道水合物相平衡点的测试方法与装置，该装置主要包括环道、供气气瓶、供液容器、循环泵、水浴控温装置、混合器、温压采集系统、计算机，所述环道包含两处测试管段，均置于水浴控温装置中，测试管段两侧分别设置了温度变送器和压力变送器，该方法基于水合物生成后会增大管道内介质流动沿程摩阻的原理，根据测试管段两侧压力，计算实际沿程摩阻系数与理论沿程摩阻系数的相对误差，当相对误差达到设定值，判断此时环道的温度压力为水合物的相平衡点，改变初始压力温度反复进行此过程，最终形成水合物相平衡曲线。本发明专利技术可以模拟管道真实流动状态，精确度高，操作简单可靠。操作简单可靠。操作简单可靠。
【技术实现步骤摘要】
一种油气混输管道水合物相平衡曲线测试装置与方法
[0001]本专利技术属于油气储运与运输工程
，具体设计一种油气混输管道水合物相平衡曲线的测试装置与方法。
技术介绍
[0002]由于我国能源需求不断增大，油气田开发的程度与范围也随之增大，油气混输工艺由于管道建设费用低、处理工艺简单、采出原油输送经济高效等特点被广泛采用，然而，混输油气往往不经脱水处理，在实际输送过程中为油
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气
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水三相，当环境温度较低时，易生成天然气水合物，水合物生成会对混输管道中介质的运输产生影响，因此需避免水合物生成。
[0003]目前应用较为广泛的水合物相平衡测定方法是观察法，它是在某温度
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压力条件下制备水合物后，以一定步长进行升温或降压以搜索水合物生成条件，当水合物刚好完全溶解时，其温度
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压力即为水合物的生成条件，观察法实验较为简单，但其在反应釜中进行测定，要求反应釜透明可视并且反应釜不能模拟管道流动的真实状态，其测试的水合物相平衡点与真实管道流动水合物的相平衡点误差较大。
[0004]与本专利技术相关的现有技术一
[0005]资料收集，从管道运营方处收集管道基本信息包括但不限于：采出水水质分析、输送介质信息、管道运行压力、管道运行温度等。
[0006]实验计划制定，根据收集的管道输送介质信息、管道运行压力、管道运行温度等信息确定反应釜内初始油、气、水含量之比，初始温度以及温度升高步长和初始压力以及压力降低步长。
[0007]水合物制备，将实验装置抽真空，通过进液系统将制备好的去离子水注入反应釜；其次，注入目标管道气体介质调节反应釜内压；接着，将目标管道油品注入反应釜；开启水浴将温度设为定值，开启循环泵并调节转速，确保体系处于流动状态；期间，通过反应釜可视窗观察，待水合物大量生成后保持该状态。
[0008]水合物相平衡点测定，按照设定的温度升高步长以及压力降低步长改变反应釜状态并保持一定时间，期间通过可视窗一直观察反应釜内状态，当水合物刚好完全分解则该温度和压力视为目标管道的一个水合物相平衡点。
[0009]水合物相平衡曲线测定，反复测定水合物相平衡点，最终用所有水合物相平衡点拟合成一条水合物生成的压力
‑
温度曲线，该曲线即为适用于目标管道的水合物相平衡曲线。
[0011]现有技术一的缺点：
[0012]现有技术只能通过反应釜中搅拌叶片旋转模拟管道流动状态，与管道真实流动状态差异较大，测定的水合物相平衡曲线应用于现场生产误差较大。
[0013]现有技术通过肉眼观察结果作为判断水合物是否完全分解的依据，结果因人而异，其误差较大。
[0014]现有技术需等待反应釜内生成大量水合物并且稳定后，对体系进行梯度升温，在水合物分解过程中对水合物相平衡点进行测定，单个工况实验周期约需480min，时间过于冗长。
技术实现思路
[0015]本专利技术旨在提供一种油气混输管道水合物相平衡点的测试方法与装置，基于水合物生成后会影响管道内介质实际流动沿程摩阻的原理，根据实验环道测试管段两侧的压力，计算实际沿程摩阻系数与理论沿程摩阻系数的相对误差，通过有无水合物生成相对误差达到一定差值，判断此时环道的温度压力为水合物的相平衡点，改变初始压力温度反复进行此过程，最终形成水合物相平衡曲线。
附图说明：
[0016]为了更清楚的展示本专利技术的实施例和技术方案，下面将通过附图对实施例或现有技术做简单介绍，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。
[0017]图1为一种测定水合物流动体系下相平衡点环道实验流程图；
[0018]图2为可视测试管段结构示意图；
[0019]图中：1
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供气气瓶；2
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第一球阀；3
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气体流量计；4
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第二球阀；5
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第三球阀；6
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真空泵；7
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加液泵；8
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第四球阀；9
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放空阀；10
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供液容器；11
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第五球阀；12
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循环泵；13
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液体流量计；14
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第六球阀；15
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第一温度变送器；16
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第一压力变送器；17
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可视测试管段；18
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非可视测试管段；19
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水浴控温装置；20
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第二温度变送器；21
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第二压力变送器；24
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第三温度变送器；25
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第三压力变送器；26
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第四温度变送器；27
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第四压力变送器；28
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混合器；29
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环道；30
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温压采集系统；31
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计算机；32
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高清摄像机；33
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透明水浴套管；34
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透明圆管。
具体实施方式
[0021]下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明：
[0022]如图1所示，本专利技术的一种测定水合物流动体系下相平衡点环道实验装置包括：供气气瓶1、供液容器10、循环泵12、水浴控温装置19、混合器28、环道29、温压采集系统30、计算机31，其特征在于：供气气瓶1通过第一球阀2和第二球阀4向混合器28里充气，第一球阀2和第二球阀4之间接有气体流量计3；混合器28与第二球阀4之间外接一条管线，管线上接有第三球阀5和真空泵6；供液容器10通过加液泵7和第四球阀8向混合器28里加液；混合器28底部连有放空阀9；混合器28与环道29之间第五球阀11、循环泵12、液体流量计13、第六球阀14顺序串联连接；环道29上设置两处长度相等的测试管段，可视测试管段17由透明水浴套管33、透明圆管34构成，可视测试管段17两端分别连接第一温度变送器15、第一压力变送器16、第二温度变送器20、第二压力变送器21；高清摄像机31正对可视测试管段17；非可视测试管段18两端分别连接第三温度变送器24、第三压力变送器25、第四温度变送器26、第四压力变送器27，温度采集系统30将各个位置变送器反馈的温度信号和压力信号实时采集并传递到计算机31；环道29均置于水浴控温装置19中。
[0023]步骤1：资料收集，从管道运营方处收集管道基本信息包括但不限于：采出水水质分析、输送介质信息、管道运行压力、管道运行温度等；
[0024]步骤2：实验计划制定，根据收集的管道输送介质信息、管道运行压力、管道运行温度等信息确定实验环道内初始油、气、水含量之比，初始温度和初始压力；以温度降低步长为0.1℃，压力升高步长为0.1MPa建立不同温度压力水合物相平衡点测定实验表，如表1所示：表1水合物相平衡点压力温度测试实验表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种油气混输管道水合物相平衡曲线测试方法，用于水合物相平衡曲线测试，其特征在于，包括：步骤1，从管道运营方处收集管道基本信息包括但不限于：采出水水质分析、输送介质信息、管道运行压力、管道运行温度等；步骤2，以温度降低步长为0.1℃，压力升高步长为0.1MPa建立不同温度压力水合物相平衡点测定实验表；步骤3，将实验环道抽真空，根据油、气、水含量比，结合环道容量，分别注入油、水；开启环道水浴装置使环道流动温度为设定值，开启循环泵并调节转速，确保环道内介质流动速度与现场管道一致；步骤4，观察环道测试段1两端压力表数值P1、P2以及测试段2两端压力表数值P3、P4并记录，并通过下式计算环道实际流动摩阻系数λ
fl
；；；式中，λ
f1
为第一测试管段实际流动摩阻系数，无量纲量；λ
f2
为第二测试管段实际流动摩阻系数，无量纲量；L为环道测试管段长度；D为测试管段直径；ρ
m
为介质混合密度，g/m3；u为流体流速，m/s；理论流动摩阻系数λ
t
通过下计算：通过下计算：式中，λ
t
为理论流动摩阻系数，无量纲量；D为管道直径，m；Re
t
为雷诺数，无量纲量；ρ
m
为介质混合密度，g/m3；u为流体流速，m/s；μ为流体粘度，Pa.s；此时的实际流动摩阻系数和理论摩阻系数相对误差δ1为：δ1＝|(λ
fl
‑
λ
t
)/λ
fl
|按照水合物相平衡点压力温度测试实验表更改环道的温度和压力，待实验环道流动状态稳定后，根据上式分别计算并测试管段处的实际流动摩阻系数λ
fl
...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾霜，敬加强，杨航，廖德琛，罗金华，王雯璐，郑天伦，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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