CN107340357A - 水合物循环回路实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为水合物循环回路实验装置，其特征在于：水合物循环回路实验装置包括实验管组、混合罐、气瓶、水容器；水容器置于电子称上方，水容器管道连接注入泵然后与混合罐连接，注入泵与混合罐之间的管路设有安全阀、第一手动阀，气瓶与混合罐管道连接，本发明的有益效果如下。1、可进行循环回路条件下水合物生成沉积实验。2、可进行带角度的水合物沉积实验。3、可进行针对多相流动中在拐角处和变径处FBRM探头的水合物沉积实验。
Description
技术领域
本发明涉及实验仪器，具体设计一种地下开采事业中，水合物实验装置，本装置采用循环回路进行实验。
背景技术
背景技术的不足：无一种可进行循环回路条件下水合物生成沉积实验的实验仪器。无一种可进行带角度的水合物沉积实验的实验仪器。无一种可进行针对多相流动中在拐角处和变径处的水合物沉积实验。
发明内容
本发明提供了水合物循环回路实验装置。研发目的：1、可进行循环回路条件下水合物生成沉积实验；2、可进行带角度的水合物沉积实验；3、可进行针对多相流动中在拐角处和变径处的水合物沉积实验。
本发明提供了下述技术方案：水合物循环回路实验装置，其特征在于：所述水合物循环回路实验装置包括实验管组、混合罐、气瓶、水容器；所述水容器置于电子称上方，所述水容器管道连接注入泵然后与所述混合罐连接，所述注入泵与所述混合罐之间的管路设有安全阀、第一手动阀，所述气瓶与混合罐管道连接，所述气瓶与所述混合罐连接的管路设有第二手动阀、调压阀、气体流量计、第三手动阀；所述实验管组包括偶数只的直管、两只的弯管，所述直管与所述弯管相互连接构成整体U形管总成，所述U形管总成设有第一管口、第二管口，第一管口通过第一软管与所述混合罐连接，所述第二管口通过第二软管与所述混合罐连接，所述第二软管设有循环泵，所述第一管口、第二管口处分别设有第一温度表、第二温度表，第一压差表的两端分别连接所述第一管口处和所述第二管口处，两只的所述弯管通过节流阀连接，第二压差表所述节流阀的并接。所述混合罐连接有压力表、第三温度表。
所述直管的管壁设有视窗。视窗为高压玻璃。
所述直管设有FBRM探头。
所述直管连接而成管体中部设有第四温度表。
本发明的有益效果如下。
1、所述直管12设有FBRM探头27。能清醒的观察并分析内部管道内部高温高压的水合物，可进行循环回路条件下水合物生成沉积实验。
2、改变本装置的角度，利用FBRM探头27可进行带角度的水合物沉积实验。
3、所述实验管组包括偶数只的直管12、两只的弯管13，所述直管12与所述弯管13相互连接构成整体U形管总成，直管的直径可设置变径，可进行针对多相流动中在拐角处和变径处FBRM探头的水合物沉积实验。
附图说明
图1是本水合物循环回路实验装置的系统结构图。
具体实施方式
图1中：混合罐1、气瓶2、水容器3、注入泵4、安全阀6、第一手动阀7、第二手动阀8、调压阀9、气体流量计10、第三手动阀11、直管12、两只的弯管13、第一管口14、第二管口15、第一软管16、第二软管17、循环泵18、第一温度表19、第二温度表20，第一压差表21、节流阀22、第二压差表23、压力表24、第三温度表25、真空泵26、视窗27、第四温度表28。
水合物循环回路实验装置，所述水合物循环回路实验装置包括实验管组、混合罐1、气瓶2、水容器3；所述水容器3置于电子称上方，实验过程中对所需的水进行称重，便于后期的计算、统计。所述水容器3管道连接注入泵4然后与所述混合罐1连接，所述注入泵4与所述混合罐1之间的管路设有安全阀6、第一手动阀7，所述混合罐1的功能为混合作用通过设置于混合罐1的搅拌电机5进行搅拌，达到水与所述气瓶2中的高压气体混合。所述气瓶2与混合罐1管道连接，所述气瓶2与所述混合罐1连接的管路设有第二手动阀8、调压阀9、气体流量计10、第三手动阀11；所述实验管组包括偶数只的直管12、两只的弯管13，所述直管12与所述弯管13相互连接构成整体U形管总成，所述U形管总成设有第一管口14、第二管口15，第一管口14通过第一软管16与所述混合罐1连接，所述第二管口15通过第二软管17与所述混合罐1连接，所述第二软管17设有循环泵18，所述第一管口14、第二管口15处分别设有第一温度表19、第二温度表20，第一压差表21的两端分别连接所述第一管口14处和所述第二管口15处，两只的所述弯管13通过节流阀22连接，第二压差表23所述节流阀22的并接；第二压差表23用于观察节流阀22两端的压差。
所述混合罐1连接有压力表24、第三温度表25。用于实验过程中实时监测混合罐1内部的压力、温度，模拟出地下石油开采的环境，所述混合罐1并连接有真空泵26，完成实验后将混合罐1抽真空。
所述直管12的管壁设有视窗27。视窗27为高压玻璃。通过视窗27能清晰的看见管道内部的气压混合物的变化。
所述直管12设有FBRM探头27。
所述直管12连接而成管体中部设有第四温度表28。
测试段长度：20m；2、管柱要求：不锈钢双层管，内径50mm。3、设备最大压力达到10MPa。4、视窗：加在测试管段中间位置，观察窗压力至少10MPa。5、设备温控范围：-20~100°C，液体量程：4m3/h。6、测试段可调整角度，0-10º。全设备采用不锈钢材料制作，耐腐蚀。
实验装置需要测量的参数如下。
1、系统温度（°C）（温度传感器）。2、系统压力（MPa）（压力传感器）。3、测试管段压差（KPa）（压差表）。4、气体质量流量（气体流量计）。5、液体质量流量（液体流量计）。
实验装置由气体注入计量系统、液体注入计量系统、气液混合系统、循环及控制系统、实验管段、温度控制系统、实验数据测量系统、数据自动采集系统、真空系统及变角度支架等部分组成。
气液混合系统：使气液充分混合，混合罐容积20L,工作压力10Mpa,带水夹套，带磁力搅拌机构，搅拌速度0-800r/min可调。
液体循环及控制系统：通过高压离心式液体循环泵使液体循环，改变循环泵电机转速改变循环流量。工作压力10Mpa，流量0-4m3/h。
实验管段：直径50mm，长度20m，材质316L,工作压力10Mpa。呈U型设计，水平放置，也可模拟0-10 º倾角，法兰连接。
视窗：工作压力25MPa，材质316L。观察各管段流态，包安装在实验管段上。
温度控制系统：使实验在一定温度环境下进行。包括低温浴槽，冷却夹套等。
低温浴槽：温控范围：-20-100℃,容积：50L以上，带外循环泵。
冷却水夹套：实验管段水夹套及保温，用循环一定温度的水的方式，控制实验管段及混合管温度。
实验数据测量系统：系统温度（°C）测量范围：-20-100℃，精度0.1℃。系统压力（MPa）（压力传感器），传感器量程：16Mpa，精度0.01MPa。
测试管段压差（KPa）：量程0-1000Kpa，精度0.1kpa，气体质量流量（气体流量计*1），标况10L/min，压力10MP a材质316L，用于气体流量测量,液体流量（液体流量计*1），量程4m3/h，压力10MPa，材质316L，用于液体循环流量测量,数据自动采集系统：实时采集记录各点温度、压力、压差、流量等数据，包括数据采集板、软件、计算机等。
真空系统：用于系统抽空，型号：2XZ-4，抽气速率8L/s
变角度支架：进行带角度的水合物沉积实验，可使实验管段模拟0-10 º倾角。
Claims (4)
1.水合物循环回路实验装置，其特征在于：所述水合物循环回路实验装置包括实验管组、混合罐（1）、气瓶（2）、水容器（3）；所述水容器（3）置于电子称上方，所述水容器（3）管道连接注入泵（4）然后与所述混合罐（1）连接，所述注入泵（4）与所述混合罐（1）之间的管路设有安全阀（6）、第一手动阀（7），所述气瓶（2）与混合罐（1）管道连接，所述气瓶（2）与所述混合罐（1）连接的管路设有第二手动阀（8）、调压阀（9）、气体流量计（10）、第三手动阀（11）；所述实验管组包括偶数只的直管（12）、两只的弯管（13），所述直管（12）与所述弯管（13）相互连接构成整体U形管总成，所述U形管总成设有第一管口（14）、第二管口（15），第一管口（14）通过第一软管（16）与所述混合罐（1）连接，所述第二管口（15）通过第二软管（17）与所述混合罐（1）连接，所述第二软管（17）设有循环泵（18），所述第一管口（14）、第二管口（15）处分别设有第一温度表（19）、第二温度表（20），第一压差表（21）的两端分别连接所述第一管口（14）处和所述第二管口（15）处，两只的所述弯管（13）通过节流阀（22）连接，第二压差表（23）所述节流阀（22）的并接；所述混合罐（1）连接有压力表（24）、第三温度表（25）。
2.根据权利要求1所述的水合物循环回路实验装置，其特征在于，所述直管（12）的管壁设有视窗（27）, 所述视窗（27）为高压玻璃。
3.根据权利要求1所述的水合物循环回路实验装置，其特征在于，所述直管（12）设有FBRM探头（27）。
4.根据权利要求1所述的水合物循环回路实验装置，其特征在于，所述直管（12）连接而成管体中部设有第四温度表（28）。
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