CN104848034A - 模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，包括以下步骤：1)将一包括第一直管段、可变角弯头和第二直管段的弯曲管道固定连接到一支架上；2)将弯曲管道内抽真空，然后通过第二手动泵从第二液体罐向弯曲管道注入液体；3)通过气瓶向弯曲管道注入气体，直至达到所要模拟的压力；4)将弯曲管道连同支架放置在一温控箱中，并设置所需要模拟的温度；5)利用活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片沿第一直管段做往复运动；6)待弯曲管道中生成水合物后，通过排出口排出弯曲管道中的剩余气体；7)利用活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片移动至靠近第一直管段始端的位置，停止活动臂的运动；8)通过第一手动泵从第一液体罐向弯曲管道快速注入高压液体。

Description

模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法

技术领域

本发明涉及一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，属于海洋石油工程领域。

背景技术

随着海上油气田开发深度的不断增加，海底管线的铺设深度和长度也不断增加。深水恶劣的自然环境不仅对深水浮式平台、水下生产系统、海上作业等提出了苛刻的要求，也给运行和工作在那里的用于连接各个卫星井、边际油田以及中心处理系统之间的海底管线(从几公里、几十公里乃至数百公里)带来了严峻的考验。来自油田现场的资料表明：由于深水处于低温、高压的环境条件，在深水油气混输管道中极易生成固体水合物，造成输送管道的堵塞。特别是在海底地形不平的起伏段和管线接头或拐弯处，这些位置由于容易积液，流通不顺，是生成水合物的重点位置。在这些位置一般都有死角，积累了流不出去的液体，在低温、高压和上部流体流动造成的动态冲击条件下，这些死角处的液体开始生成细小的水合物晶体，随后很快就形成大量的水合物，这些水合物卡在拐弯或接头的死角处不能被带走。此时管道还没有完全堵塞，流体持续流动，同时也给死角处的水合物带来强力的持续冲击，使得水合物更容易生成，量越来越多，这些大量的水合物在流体流动时的强力冲击下开始被压实、结块，最终造成堵塞，严重威胁海底生产系统和混输管线的安全运行。

为了解决这一问题，研究者们正在对油气输送管道中水合物的生成、堵塞和解堵机理进行大量研究，但是，如何较好的模拟上述水合物在管线死角生成、被冲击压实和最终造成堵塞的过程，一直是一件困难的事。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，包括以下步骤：1)将一包括第一直管段、可变角弯头和第二直管段的弯曲管道固定连接到一支架上；其中，第一直管段的始端和第二直管段的末端均密闭，且第一直管段的始端通过一三通分别连接第一手动泵和第一液体罐，第二直管段的末端通过一四通分别连接第二手动泵、一压缩机和一气瓶，在位于四通与第二手动泵之间的管路上连接第二液体罐；在第一直管段靠近始端的管壁上设置一排出口，排出口通过一三通接头分别连接压缩机和一排液管；在第一直管段内部放置有一活动金属片，外部套置一磁性夹套；2)将弯曲管道内抽真空，然后通过第二手动泵从第二液体罐向弯曲管道注入液体；3)通过气瓶向弯曲管道注入气体，直至达到所要模拟的压力；4)将弯曲管道连同支架放置在一温控箱中，并设置所需要模拟的温度；5)将磁性夹套与一活动臂固定连接，并启动活动臂，活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片沿第一直管段做往复运动，从而搅动管道中的液体以模拟实际海底管线中流体搅动死角处积液生成水合物的情况；6)待弯曲管道中生成水合物后，通过排出口排出弯曲管道中的剩余气体，排出的气体回收至压缩机以供循环使用；7)利用活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片移动至靠近第一直管段始端的位置，并停止活动臂的运动；8)通过第一手动泵从第一液体罐向弯曲管道快速注入高压液体，高压液体推动活动金属片冲击弯曲管道内的水合物，从而压实水合物，堵塞管道。

在完成步骤8)实施以下步骤：利用磁性夹套带动活动金属片移动至靠近第一直管段始端的位置，调整弯曲管道转动使第一直管段、第二直管段均处于水平，然后打开排液管排出部分液体，之后再次实施步骤8)。

在完成步骤8)实施以下步骤：打开排液管，排出弯曲管道中用于压实水合物的液体，然后利用第一手动泵和/或第二手动泵向弯曲管道注入热力学抑制剂，从而分解水合物。

在所述弯曲管道的第一直管段、可变角弯头和第二直管段上分别设置一温度和压力传感器。

所述弯曲管道的第一直管段和第二直管段均可采用透明的耐高压蓝宝石制成。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明提供了这样一种可以用于模拟管线中不同起伏状况、拐弯或接头处水合物生成、形成堵塞和解堵的方法，为油气输送管道中水合物堵塞和解堵作用机理的研究提供了很好的手段，具有较好的实际应用价值。

附图说明

图1是本发明所采用装置的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出了一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，其包括以下步骤：

1)如图1所示，将一包括第一直管段1-1、可变角弯头1-2和第二直管段1-3的弯曲管道1采用可转动的方式连接到一支架2上，其中，第一直管段11的始端和第二直管段13的末端均密闭，且第一直管段1-1的始端通过一三通分别连接第一手动泵3和第一液体罐4，第二直管段1-3的末端通过一四通分别连接第二手动泵5、一压缩机6和一气瓶7，在四通与第二手动泵5之间的管路上连接第二液体罐8；在第一直管段1-1靠近始端的管壁上设置一排出口，排出口通过一三通接头分别连接压缩机6和一排液管9；在第一直管段1-1内部放置有一活动金属片10，外部套置一磁性夹套11。

2)将弯曲管道1内抽真空(可利用真空泵通过排液管9抽)，然后通过第二手动泵5从第二液体罐8向弯曲管道1注入液体。

3)通过气瓶7向弯曲管道1注入气体，直至达到所要模拟的压力。

4)将弯曲管道1连同支架2放置在一温控箱12中，并设置所需要模拟的温度。

5)将磁性夹套11与一活动臂13固定连接，并启动活动臂13，活动臂13驱动磁性夹套11带动活动金属片10沿第一直管段1-1做往复运动，从而搅动管道中的液体，以模拟实际海底管线中流体搅动死角处积液生成水合物的情况。

6)待弯曲管道1中生成大量的水合物后，通过排出口排出弯曲管道1中的剩余气体，排出的气体回收至压缩机6以供循环使用。

7)利用活动臂13驱动磁性夹套11带动活动金属片10移动至靠近第一直管段1-1始端的位置，并停止活动臂13的运动。

8)通过第一手动泵3从第一液体罐4向弯曲管道1快速注入高压液体，高压液体推动活动金属片10冲击弯曲管道1内的水合物，从而压实水合物，堵塞管道。

9)打开排液管9，排出弯曲管道1中用于压实水合物的液体，然后利用第一手动泵3和/或第二手动泵5向弯曲管道1注入甲醇、乙二醇等热力学抑制剂，从而分解水合物。

上述实施例中，步骤8)的压实过程可以视情况多次实施，即完成一次压实后先利用磁性夹套11带动带动活动金属片10移动至靠近第一直管段1-1始端的位置，然后从排液管9排出部分液体(排液时调整弯曲管道1的第一直管段1-1和第二直管段1-2均处于水平)，之后再次注入高压液体推动活动金属片10压实水合物。

上述实施例中，可以在弯曲管道1的第一直管段1-1、可变角弯头1-2和第二直管段1-3上分别设置一温度和压力传感器14，以实时记录实验过程中不同位置的温压数据，以供分析弯曲管道1中水合物生成、被冲击压实、形成堵塞和分解时的作用机理。

上述实施例中，弯曲管道1的第一直管段1-1和第二直管段1-2均可采用透明的耐高压蓝宝石制成，便于实验过程中观察管道内水合物的生成及分解情况。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，包括以下步骤：

1)将一包括第一直管段、可变角弯头和第二直管段的弯曲管道采用可转动的方式连接到一支架上；其中，第一直管段的始端和第二直管段的末端均密闭，且第一直管段的始端通过一三通分别连接第一手动泵和第一液体罐，第二直管段的末端通过一四通分别连接第二手动泵、一压缩机和一气瓶，在位于四通与第二手动泵之间的管路上连接第二液体罐；在第一直管段靠近始端的管壁上设置一排出口，排出口通过一三通接头分别连接压缩机和一排液管；在第一直管段内部放置有一活动金属片，外部套置一磁性夹套；

2)将弯曲管道内抽真空，然后通过第二手动泵从第二液体罐向弯曲管道注入液体；

3)通过气瓶向弯曲管道注入气体，直至达到所要模拟的压力；

4)将弯曲管道连同支架放置在一温控箱中，并设置所需要模拟的温度；

5)将磁性夹套与一活动臂固定连接，并启动活动臂，活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片沿第一直管段做往复运动，从而搅动管道中的液体以模拟实际海底管线中流体搅动死角处积液生成水合物的情况；

6)待弯曲管道中生成水合物后，通过排出口排出弯曲管道中的剩余气体，排出的气体回收至压缩机以供循环使用；

7)利用活动臂驱动磁性夹套带动活动金属片移动至靠近第一直管段始端的位置，并停止活动臂的运动；

8)通过第一手动泵从第一液体罐向弯曲管道快速注入高压液体，高压液体推动活动金属片冲击弯曲管道内的水合物，从而压实水合物，堵塞管道。

2.如权利要求1所述的模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，其特征在于：在完成步骤8)实施以下步骤：利用磁性夹套带动活动金属片移动至靠近第一直管段始端的位置，调整弯曲管道转动使第一直管段、第二直管段均处于水平，然后打开排液管排出部分液体，之后再次实施步骤8)。

3.如权利要求1所述的模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，其特征在于：在完成步骤8)实施以下步骤：打开排液管，排出弯曲管道中用于压实水合物的液体，然后利用第一手动泵和/或第二手动泵向弯曲管道注入热力学抑制剂，从而分解水合物。

4.如权利要求1或2所述的模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，其特征在于：在所述弯曲管道的第一直管段、可变角弯头和第二直管段上分别设置一温度和压力传感器。

5.如权利要求1或2所述的模拟油气输送管道固体水合物生成、堵塞和解堵的方法，其特征在于：所述弯曲管道的第一直管段和第二直管段均可采用透明的耐高压蓝宝石制成。