本实用新型专利技术公开了一种用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其中海洋环境箱包括环境箱箱体、测试管道、电磁锚、水平弯曲机构、第一支撑机构、垂向弯曲机构、第二支撑机构和洋流整流机构。采用以上技术方案的用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，不仅能够获得更接近真实地模拟出洋流变化和管道位置变化对水合物生成的影响，而且能够获得更接近真实地模拟出海洋环境下管道弯曲变化对水合物生成的影响，同时能够根据实际需求灵活地调节天然气循环回路和原油循环回路的压力，简单可靠，并且还能够同时模拟海洋洋流、管道弯曲和油气压力对水合物生成的综合影响，具有极高的应用指导价值。应用指导价值。应用指导价值。
【技术实现步骤摘要】
用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱
[0001]本技术涉及石油工程
，具体涉及一种用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱。
技术介绍
[0002]水合物又称水化物，是指含有水的化合物，其范围相当广泛，其中水可以以配位键与其他部分相连，如水合金属离子，也可以以共价键与其他部分相结合，如三氯乙醛。水合物是油气中某些组分与水分子在一定温度、压力条件下形成的白色晶体，外观类似致密的冰雪。研究表明，水合物是一种笼形结晶包络物，水分子借氢键结合形成笼形结晶，气体分子被包围在晶格之中。水合物的生成条件主要有：液态水的存在、低温、高压、压力的波动、流动方向的改变等。其中，液态水是生成水合物的必要条件，而低温和高压是生成水合物的主要条件。
[0003]目前，预防水合物堵塞主要有机械控制、热控制、注入热力学抑制剂和注入动力学抑制剂，除了热控制以外，都没有从水合物的成因上去抑制水合物的生成。因此，越来越多的院校和油气研究单位开始尝试基于模拟实验解决或抑制水合物的生成。
[0004]随着海洋油气田开发程度的日渐提高，海底油气管线的建设也不断加速。而海底深水区域天然地存在低温和高压的环境条件，极易生成水合物，造成油气管线堵塞。
[0005]但是，现有的模拟实验装置不仅没有模拟再现油气管线在海底的真实安装状态，导致模拟结果的准确性欠佳，而且对于油气管道的弯折位置要么采用波纹管件，极易沉积水合物，要么采用专用的可变弯头，内壁结构与实际的油气管道差别巨大，导致实验结果并不能反应真实情况。
[0006]解决以上问题成为当务之急。
技术实现思路
[0007]为解决以上的技术问题，本技术提供了一种用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱。
[0008]其技术方案如下：
[0009]一种用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其要点在于，包括：
[0010]环境箱箱体，其具有盛装有海水的实验水槽，该实验水槽的底板为电磁板，所述电磁板上堆有用于模拟海床的海泥，所述实验水槽的槽壁上具有至少一组相对设置的出水口和回水口，所述环境箱箱体的底部设置有用于使回水口向内吸水、出水口向外涌水的水泵；
[0011]测试管道，其采用能够弯曲的金属管道制成，该测试管道位于各出水口和回水口之间，所述测试管道沿长度方向设置有若干电磁锚，各电磁锚的上端均与测试管道连接，下端均设有能够被通电的电磁板吸附的锚座，当测试管道按设定位置和姿态置于海泥上时，各锚座能够向下穿过海泥，此时电磁板通电，使电磁板吸附各个锚座；
[0012]水平弯曲机构，其两侧分别设置有支承在测试管道上的第一支撑机构，所述水平
弯曲机构能够驱使两个第一支撑机构之间的测试管道沿水平方向弯曲；
[0013]垂向弯曲机构，其两侧分别设置有支承在测试管道上的第二支撑机构，所述垂向弯曲机构能够驱使两个第二支撑机构之间的测试管道沿垂直方向弯曲。
[0014]采用以上结构，实验水槽盛装海水和海泥后能够准确地再现海洋和海床环境，再利用电磁锚和电磁板的配合，能够非常灵活地按需对测试管道进行锚定，真实地再现油气管道在海床上的锚定状态，进而再配合出水口和回水口，使实验水槽中的海水能够模拟出海底洋流的流动状态，从而能够获得更接近真实地模拟出洋流变化和管道位置变化对水合物生成的影响；同时，测试管道采用能够弯曲的金属管道制成，配合水平弯曲机构和垂向弯曲机构能够真实模拟出测试管道的弯曲变化，尤其弯曲处的内壁结构与真实油气管道的内壁结构完全一致，从而能够获得更接近真实地模拟出海洋环境下管道弯曲变化对水合物生成的影响。
[0015]作为优选：所述电磁锚包括可转动和移动地套装在测试管道的电磁锚安装环，各电磁锚安装环分别通过链条与对应的锚座连接。
[0016]采用以上结构，不仅简单可靠，易于制作，而且能够灵活地按需调整电磁锚与测试管道的连接位置。
[0017]作为优选：所述电磁锚安装环的内壁上滚动安装有至少两圈沿周向均匀分布的第一滚珠。
[0018]采用以上结构，通过各第一滚珠与测试管道的滚动配合，能够非常灵活地调整电磁锚安装环在测试管道上的位置，避免发生卡滞等问题。
[0019]作为优选：所述水平弯曲机构包括水平弯曲驱动臂以及用于三维调节水平弯曲驱动臂的第一三维线性模组，所述水平弯曲驱动臂的一端与第一三维线性模组的第一驱动支架固定连接，另一端具有与测试管道相适配的第一半圆环，该第一半圆环的缺口朝向垂直方向；
[0020]所述第一支撑机构包括水平支撑臂以及用于三维调节水平支撑臂的第二三维线性模组，所述水平支撑臂的一端与第二三维线性模组的第二驱动支架固定连接，另一端具有与测试管道相适配的第二半圆环，该第二半圆环的缺口朝向与第一半圆环相反的垂直方向，且所述第一半圆环位于两个第二半圆环之间。
[0021]采用以上结构，不仅能够对第一半圆环和第二半圆环进行三维调节，以适应于多种不同高度和姿态的测试管道，而且控制精度高，响应快。
[0022]作为优选：所述第一半圆环的内壁上滚动安装有至少两排沿弧度方向均匀分布的第二滚珠，所述第二半圆环的内壁上均滚动安装有至少两排沿弧度方向均匀分布的第三滚珠。
[0023]采用以上结构，通过各第二滚珠和第三滚珠与测试管道的滚动配合，能够非常灵活地调整第一半圆环和第二半圆环在测试管道上的位置，避免发生卡滞等问题。
[0024]作为优选：所述垂向弯曲机构包括垂向弯曲驱动臂以及用于三维调节垂向弯曲驱动臂的第三三维线性模组，所述垂向弯曲驱动臂的一端与第三三维线性模组的第三驱动支架固定连接，另一端具有与测试管道相适配的第三半圆环，该第三半圆环的缺口朝向水平方向；
[0025]所述第二支撑机构包括垂向支撑臂以及用于三维调节垂向支撑臂的第四三维线
性模组，所述垂向支撑臂的一端与第四三维线性模组的第四驱动支架固定连接，另一端具有与测试管道相适配的第四半圆环，该第四半圆环的缺口朝向与第三半圆环相反的垂直方向，且所述第三半圆环位于两个第四半圆环之间。
[0026]采用以上结构，不仅能够对第三半圆环和第四半圆环进行三维调节，以适应于多种不同高度和姿态的测试管道，而且控制精度高，响应快。
[0027]作为优选：所述第三半圆环的内壁上滚动安装有至少两排沿弧度方向均匀分布的第四滚珠，所述第四半圆环的内壁上均滚动安装有至少两排沿弧度方向均匀分布的第五滚珠。
[0028]采用以上结构，通过各第四滚珠和第五滚珠与测试管道的滚动配合，能够非常灵活地调整第三半圆环和第四半圆环在测试管道上的位置，避免发生卡滞等问题。
[0029]作为优选：所述实验水槽为长方体槽状结构，所述测试管道沿实验水槽的长度方向布置，所述实验水槽长边的相对两侧槽壁上设置有相互正对的两组出水口和回水口，该实验水槽短边的相对两侧槽壁上设置有相互正对的一组出水口和回水口，所述实验水槽的槽底设置有三个分别紧邻对应出水口的洋流整流机构，该洋流整流机构包括洋流整流板以及用于带动洋流整流板靠本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其特征在于，包括：环境箱箱体(1)，其具有盛装有海水的实验水槽(1a)，该实验水槽(1a)的底板为电磁板(1a1)，所述电磁板(1a1)上堆有用于模拟海床的海泥，所述实验水槽(1a)的槽壁上具有至少一组相对设置的出水口(1b)和回水口(1c)，所述环境箱箱体(1)的底部设置有用于使回水口(1c)向内吸水、出水口(1b)向外涌水的水泵；测试管道(2)，其采用能够弯曲的金属管道制成，该测试管道(2)位于各出水口(1b)和回水口(1c)之间，所述测试管道(2)沿长度方向设置有若干电磁锚(3)，各电磁锚(3)的上端均与测试管道(2)连接，下端均设有能够被通电的电磁板(1a1)吸附的锚座(3a)，当测试管道(2)按设定位置和姿态置于海泥上时，各锚座(3a)能够向下穿过海泥，此时电磁板(1a1)通电，使电磁板(1a1)吸附各个锚座(3a)；水平弯曲机构(4)，其两侧分别设置有支承在测试管道(2)上的第一支撑机构(5)，所述水平弯曲机构(4)能够驱使两个第一支撑机构(5)之间的测试管道(2)沿水平方向弯曲；垂向弯曲机构(6)，其两侧分别设置有支承在测试管道(2)上的第二支撑机构(7)，所述垂向弯曲机构(6)能够驱使两个第二支撑机构(7)之间的测试管道(2)沿垂直方向弯曲。2.根据权利要求1所述的用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其特征在于：所述电磁锚(3)包括可转动和移动地套装在测试管道(2)的电磁锚安装环(3b)，各电磁锚安装环(3b)分别通过链条(3c)与对应的锚座(3a)连接。3.根据权利要求2所述的用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其特征在于：所述电磁锚安装环(3b)的内壁上滚动安装有至少两圈沿周向均匀分布的第一滚珠(3d)。4.根据权利要求1所述的用于油气管道水合物防治实验的海洋环境箱，其特征在于：所述水平弯曲机构(4)包括水平弯曲驱动臂(4a)以及用于三维调节水平弯曲驱动臂(4a)的第一三维线性模组(4b)，所述水平弯曲驱动臂(4a)的一端与第一三维线性模组(4b)的第一驱动支架(4b1)固定连接，另一端具有与测试管道(2)相适配的第一半圆环(4a1)，该第一半圆环(4a1)的缺口朝向垂直方向；所述第一支撑机构(5)包括水平支撑臂(5a)以及用于三维调节水平支撑臂(5a)的第二三维线性模组(5b)，所述水平支撑臂(5a)的一端与第二三维线性模组(5b)的第二驱动支架(5b1)固定连接，另一端具有与测试管道(2)相适配的第二半圆环(5a1)，该第二半圆环(5a1)的缺口朝向与第一半圆环(4a1)相反...
【专利技术属性】
技术研发人员：严文德，黄小亮，戚志林，袁迎中，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：
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