CN110410677B - 一种在线结垢评价装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在线结垢评价装置,包括不锈钢外筒、与所述不锈钢外筒并联连通设置的测试管组件;所述不锈钢外筒包括主管路及设置在主管路两侧端口处的第一法兰和第二法兰;所述测试管组件包括测试管路,所述测试管路上沿流体流动方向依次设置有微量泵、流量计、压力计、在线结垢测试短节结构和调节阀;通过记录所述流量计和所述压力计的数值变化统计出结垢数值,本装置通过旁通连接在被测试目标上,通过结构上的设计,能够做到与被测目标内流场状态基本一致,能够使测试状态与被测目标的实际工况更吻合,评价更准确,旁接在被测目标上,安装方便,不影响原有管线功能,且安装时对被测目标的改造非常小,施工方便、可重复多次使用。

Description

一种在线结垢评价装置
技术领域
本发明涉及注水系统维护技术领域,具体涉及一种在线结垢评价装置。
背景技术
目前,油田部分地面集输、注水系统腐蚀严重,导致的故障频率及维护费用逐年上升。准确评价设备及管线的腐蚀量直接影响到工艺设计、寿命预测以及安全运行。而监测评价设备、管路腐蚀量一直是一大难题。
现有评价设备及管线的结垢率主要方式:将单一或不相溶介质在外部环境(温度)改变前后,人工滴定其成垢离子变化情况,计算理论结垢量。这种测试方法有两大不足:一是介质在采样过程中,由于温度、压力等变化,介质内成垢离子已有所变化,与实际流体介质性质有所改变;二是人工滴定存在不可避免的误差率。
鉴于此,迫切需要一种能够装拆方便且便于结垢测试的短节结构。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线结垢评价装置,该装置采用旁接式测试短节,通过旁通连接在被测试目标上,通过结构上的设计,能够做到与被测目标内流场状态基本一致;并根据如下两种设计原则:一是流速相等原则,二是流动状态相似准则,能够使测试状态与被测目标的实际工况更吻合,评价更准确;旁接在被测目标上,不影响原有管线功能,安装较方便,安装本装置时对被测目标的改造较小,施工方便、一次安装后可重复多次使用、维护简单。
为此,本发明所采用的技术方案如下:
本发明提供了一种在线结垢评价装置,包括不锈钢外筒、与所述不锈钢外筒并联连通设置的测试管组件;
所述不锈钢外筒包括主管路、设置在所述主管路两侧端口处的第一法兰和第二法兰;
所述测试管组件包括测试管路和设置在所述测试管路上沿流体流动方向依次设置有微量泵、流量计、压力计、在线结垢测试短节结构和调节阀;
通过记录所述流量计和所述压力计的数值变化统计出结垢数值。
进一步地,所述测试管路的流体入口与所述主管路的上游部分形成第一交汇点,所述测试管路的流体出口与所述主管路的下游部分形成第二交汇点;
所述第一交汇点与所述微量泵之间设置有第一截止阀,所述调节阀与所述第二交汇点之间设置有第二截止阀。
进一步地,所述测试管路为U形管路,所述流量计、压力计、在线结垢测试短节结构和调节阀均设置在与所述主管路平行的管路上。
所述在线结垢测试短节结构包括由内及外依次设置有结垢测试标准环、聚四氟乙烯套筒和不锈钢筒体;
所述结垢测试标准环设置为多节,多节所述结垢测试标准环同轴串接,每相邻两节所述结垢测试标准环之间设置有用于密封的四氟橡胶垫片;
所述聚四氟乙烯套筒套设在多节所述结垢测试标准环外周;
所述不锈钢筒体套设在所述聚四氟乙烯套筒外周;
所述聚四氟乙烯套筒的外壁上设置有导电弹片,所述聚四氟乙烯套筒的外壁与所述不锈钢筒体的内壁之间形成有用于容纳所述导电弹片的间隙空间,所述结垢测试标准环通过所述导电弹片与所述不锈钢筒体电位导通。
进一步地,所述不锈钢筒体包括两节,两节所述不锈钢筒体的中间衔接处通过法兰连接结构压紧固定。
进一步地,两节所述不锈钢筒体相对接的位置形成用于容纳所述结垢测试标准环、所述聚四氟乙烯套筒和所述导电弹片的容纳腔体,并且,所述不锈钢筒体的容纳腔体的两侧轴端面分别通过所述四氟橡胶垫片与所述聚四氟乙烯套筒抵接。
进一步地,所述不锈钢筒体上与所述容纳腔体连通的内筒径尺寸小于所述结垢测试标准环的内径尺寸。
进一步地,所述聚四氟乙烯套筒设置有两节,两节所述聚四氟乙烯套筒同轴串接,并且,两节所述聚四氟乙烯套筒相衔接的位置相互抵接。
进一步地,所述结垢测试标准环采用与待测试对象材质相同的材质。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的在线结垢测试短节结构,采用旁接式测试短节,通过旁通连接在被测试目标上,通过结构上的设计,能够做到与被测目标内流场状态基本一致,能够使测试状态与被测目标的实际工况更吻合,评价更准确,旁接在被测目标上,安装方便,不影响原有管线功能,且安装时对被测目标的改造非常小,施工方便、可重复多次使用、维护简单;
2. 在线结垢测试短节结垢分为三层结构,最外层为不锈钢筒体,包含外管和法兰连接结构;中间层为两段聚四氟乙烯套筒;结垢测试标准环安装在聚四氟乙烯套筒内,作为内层,结垢测试标准环采用四氟橡胶垫片密封,通过法兰连接结构向不锈钢筒体施加作用力压紧以保证不泄漏;在线结垢测试短节结构内的各短节通过法兰连接结构连接,可方便拆卸、更换结垢测试标准环;
3.采用聚四氟乙烯套筒可有效防止不锈钢筒体对结垢测试标准环产生的干扰;结合管路实际情况,为消除电位影响,结垢测试标准环与不锈钢筒体的内壁之间设置有导电弹片,将结垢测试标准环与不锈钢筒体之间电位导通,导电弹片固定在聚四氟乙烯套筒外表面,随聚四氟乙烯套筒一起安装,导电弹片能够保证两者之间的接触更紧贴,电位导通可靠;
4.结垢测试标准环的材质与被测试对象材质相同,为标准圆环柱形状,制作方便,安装定位简单,为了更有效模拟结垢,在线结垢标准环的通径与前端管内径相比,设置了微小扩径,微小扩径优选为1mm。将上述的在线结垢测试测试短节结构安装到主管路上进行测试时,能够通过测量流量计和压力计的数值及其变化,来确定管路结构量的大小,操作简单,使用方便,便于拆卸、更换和安装;
5.该装置的测试管路上设置有截止阀,进行测试时,需要打开截止阀,进行参数调节,具体的,参数调节需要遵循如下原则:1). 流速相等原则,根据主管路流量算出液流平均速度,缓慢开启调节阀,并同时读取流量计读数,根据流量计读数和结垢环通径(结垢环通径为预设标准值)算出平均流速,直至测试装置内流速与主管路流速一致;2). 流动状态相似原则,调节方法与(1)类似,只不过此时的测试装置内流速应按相似准则来设定,由于大多数管路为压力管路,流体流动时粘性力、惯性力起主导作用,因此一般采用雷诺相似准则来设定。参数调节完成后,即可开始工作,数据的获取通过2个途径:一是流量和压力的变化数据,通过流量计和压力计实时读取(刚开始运行时,流量压力数据变化很小,可间隔采集;工作到一定时间,由于结垢环结垢量的增加会导致压差和流量发生变化,采集间隔应缩小;当压差达到一定程度,应停止工作,取出结垢环进行垢量测定);二是设定一定工作时间,定期取出标准结垢环,通过差重法测得结垢量。采用本装置进行结垢量测量时,操作简单,使用便捷,能够使测试状态与被测目标的实际工况更吻合,评价更准确;旁接在被测目标上,不影响原有管线功能,安装较方便,安装本装置时对被测目标的改造较小,施工方便、一次安装后可重复多次使用、维护简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为在线结垢测试短节结构的轴侧结构示意图;
图2为在线结垢测试短节结构的主视结构示意图;
图3为在线结垢测试短节结构沿图2中A-A处的剖面结构示意图;
图4为在线结垢测试短节结构图3中B处的放大结构示意图;
图5为在线结垢评价装置的轴侧结构示意图。
附图标记说明:
101-主管路;102-第一法兰;103-第二法兰;
201-测试管路;202-第一截止阀;203-微量泵;204-流量计;205-压力计;206-在线结垢测试短节结构;207-调节阀;208-第二截止阀;
2061-第一外管;2062-第二外管;2063-聚四氟乙烯套筒;2064-结垢测试标准环;2065-四氟橡胶垫片;2066-法兰连接结构;2067-导电弹片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图5详细描述在线结垢测试短节结构及在线结垢评价装置的技术方案。
实施例1
如图5所示,本实施例提供的在线结垢评价装置,包括不锈钢外筒、与不锈钢外筒并联连通设置的测试管组件;不锈钢外筒包括主管路101、设置在主管路101两侧端口处的第一法兰102和第二法兰103;测试管组件包括测试管路201,所述测试管路201上沿流体流动方向依次设置有微量泵203、流量计204、压力计205、在线结垢测试短节结构206和调节阀207;通过记录流量计204和压力计205的数值变化统计出结垢数值。
本装置为外接式在线评价装置,通过连接到管路或设备的取样口,充分模拟实际环境,完成结垢相关数据的评价。
实施例2
在实施例1的基础上,所述测试管路201的流体入口与主管路101的上游部分形成第一交汇点,测试管路201的流体出口与主管路101的下游部分形成第二交汇点;第一交汇点与微量泵203之间设置有第一截止阀202,调节阀207与第二交汇点之间设置有第二截止阀208。
需要说明的是,实际应用测量时,两个截止阀需要在调节阀207打开后同时打开,第一截止阀202与第二截止阀208的使用状态的悬拧状态趋于相同,以控制测试管路201与主管路101的流体状态相同或趋于一致。
具体的,测试管路201为U形管路,流量计204、压力计205、在线结垢测试短节结构206和调节阀207均设置在于主管路101平行的管路上,以确保用于提取测量结果的流量计204、压力计205和在线结垢测试短节结构206所在的管路的流速与流体流动状态能够与被测目标的相关参数趋于相同,便于测试结果的精准性。
实施例3
采用本实施例的在线结垢评价装置,包括不锈钢外筒、与不锈钢外筒并联连通设置的测试管组件;不锈钢外筒包括主管路101、设置在主管路101两侧端口处的第一法兰102和第二法兰103;测试管组件包括测试管路201和设置在测试管路201上沿流体流动方向依次设置有微量泵203、流量计204、压力计205、在线结垢测试短节结构206和调节阀207;通过记录流量计204和压力计205的数值变化统计出结垢数值;本装置的在线结垢评价装置通过主管路101两端的第一法兰102和第二法兰103,安装在被测目标上,值得注意的是,实际使用时,该装置的测试管路201上设置有截止阀,进行测试时,需要打开截止阀,进行参数调节,具体的,参数调节需要遵循如下原则:1. 流速相等原则,根据主管路101流量算出液流平均速度,缓慢开启调节阀207,并同时读取流量计204读数,根据流量计204读数和结垢环通径(结垢环通径为预设标准值)算出平均流速,直至测试装置内流速与主管路101流速一致;2. 流动状态相似原则,调节方法与流速相等原则类似,只不过此时的测试装置内流速应按相似准则来设定,由于大多数管路为压力管路,流体流动时粘性力、惯性力起主导作用,因此一般采用雷诺相似准则来设定。参数调节完成后,即可开始工作,数据的获取通过2个途径:一是流量和压力的变化数据,通过流量计204和压力计205实时读取(刚开始运行时,流量压力数据变化很小,可间隔采集;工作到一定时间,由于结垢环结垢量的增加会导致压差和流量发生变化,采集间隔应缩小;当压差达到一定程度,应停止工作,取出结垢环进行垢量测定);二是设定一定工作时间,定期取出标准结垢环,通过差重法测得结垢量;采用本装置进行结垢量测量时,操作简单,使用便捷,能够使测试状态与被测目标的实际工况更吻合,评价更准确;旁接在被测目标上,不影响原有管线功能,安装较方便,安装本装置时对被测目标的改造较小小,施工方便、一次安装后可重复多次使用、维护简单。
实施例4
在实施例1的基础上,如图1-4所示,所述在线结垢测试短节结构包括由内及外依次设置有结垢测试标准环2064、聚四氟乙烯套筒2063和不锈钢筒体;结垢测试标准环2064设置为多节,多节结垢测试标准环2064同轴串接,每相邻两节结垢测试标准环2064之间设置有用于密封的四氟橡胶垫片2065;聚四氟乙烯套筒2063套设在多节结垢测试标准环2064外壁;不锈钢筒体套设在聚四氟乙烯套筒2063外壁;聚四氟乙烯套筒2063的外壁上设置有导电弹片2067,聚四氟乙烯套筒2063的外壁与不锈钢筒体的内壁之间形成有用于容纳导电弹片2067的间隙空间,结垢测试标准环2064通过导电弹片2067与不锈钢筒体电位导通。
结合管路实际情况,为消除电位影响,结垢测试标准环与不锈钢筒体的内壁之间设置有导电弹片,将结垢测试标准环与不锈钢筒体之间电位导通,导电弹片固定在聚四氟乙烯套筒外表面,随聚四氟乙烯套筒一起安装,导电弹片能够保证两者之间的接触更紧贴,电位导通可靠。
实施例5
在上述实施例的基础上,具体的,不锈钢筒体包括两节,两节不锈钢筒体的中间衔接处通过法兰连接结构2066压紧固定,即,两节不锈钢筒体包括第一外管2061和第二外管2062,两节外管相衔接的位置通过法兰连接结构2066进行压紧固定连接,避免发生泄漏。
如图1-3可知,不锈钢筒体分别包括同轴串接的第一外管2061、第二外管2062和设置在第一外管2061与第二外管2062之间的法兰连接结构2066,如图4可知,第一外管2061与第二外管2062的结构为对称结构,并且,两个外管对接连通的位置用于容纳聚四氟乙烯套筒2063和结垢测试标准环2064。
具体的,两节不锈钢筒体相对接的位置形成用于容纳结垢测试标准环2064、聚四氟乙烯套筒2063和导电弹片2067的容纳腔体,并且,不锈钢筒体的容纳腔体的两侧轴端面分别通过四氟橡胶垫片2065与聚四氟乙烯套筒2063抵接。
具体的,聚四氟乙烯套筒2063设置有两节,两节聚四氟乙烯套筒2063同轴串接,并且,两节聚四氟乙烯套筒2063相衔接的位置相互抵接。采用聚四氟乙烯套筒可有效防止不锈钢筒体对结垢测试标准环产生的干扰。
具体的,结垢测试标准环2064采用与待测试对象材质相同的材质。
具体的,不锈钢筒体上与容纳腔体连通的内筒径尺寸小于结垢测试标准环2064的内径尺寸。
综上,采用本实施例的在线结垢测试短节结构206,由内及外依次设置有结垢测试标准环2064、聚四氟乙烯套筒2063和不锈钢筒体;结垢测试标准环2064设置为多节,多节结垢测试标准环2064同轴串接;聚四氟乙烯套筒2063套设在多节结垢测试标准环2064外壁;不锈钢筒体套设在聚四氟乙烯套筒2063外壁;聚四氟乙烯套筒2063的外壁上设置有导电弹片2067,聚四氟乙烯套筒2063的外壁与不锈钢筒体的内壁之间形成有用于容纳导电弹片2067的间隙空间,结垢测试标准环2064通过导电弹片2067与不锈钢筒体电位导通;采用本技术方案,具体为,在线结垢测试短节结垢分为三层结构,最外层为不锈钢筒体,包含外管和法兰连接结构2066;中间层为两段聚四氟乙烯套筒2063;结垢测试标准环2064安装在聚四氟乙烯套筒2063内,作为内层,结垢测试标准环2064采用四氟橡胶垫片2065密封,通过法兰连接结构2066向不锈钢筒体施加作用力压紧以保证不泄漏;聚四氟乙烯套筒2063能够有效防治不锈钢筒体对结垢测试标准环2064产生干扰;在线结垢测试短节结构206通过法兰连接结构2066连接,能够方便拆卸更换结垢测试标准环2064,结合管路实际情况,为消除电位影响,结垢测试标准环2064与外管之间设置有导电弹片2067,将结垢测试标准环2064与外管电位导通,导电弹片2067固定在聚四氟乙烯套筒2063外表面,随聚四氟乙烯套筒2063一起安装,导电弹片2067的设置能够保证不锈钢筒体与聚四氟乙烯套筒2063之间接触更紧贴,电位导通更加可靠;结垢测试标准环2064制成标准环,能够便于更换;结垢测试标准环2064的材质与被测试对象的材质相同,为圆环柱形状,制作方便,安装定位简单,为了更有效模拟结垢,在线结垢标准环的通径与前端管内径相比,设置了微小扩径,微小扩径优选为1mm。将上述的在线结垢测试测试短节结构安装到主管路101上进行测试时,能够通过测量流量计204和压力计205的数值及其变化,来确定管路结构量的大小,操作简单,使用方便,便于拆卸、更换和安装。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种在线结垢评价装置,其特征在于:包括不锈钢外筒、与所述不锈钢外筒并联连通设置的测试管组件;
所述不锈钢外筒包括主管路(101)、设置在所述主管路(101)两侧端口处的第一法兰(102)和第二法兰(103);
所述测试管组件包括测试管路(201),所述测试管路(201)上沿流体流动方向依次设置有微量泵(203)、流量计(204)、压力计(205)、在线结垢测试短节结构(206)和调节阀(207);通过记录所述流量计和所述压力计的数值变化统计出结垢数值;
所述在线结垢测试短节结构(206)包括由内及外依次设置的结垢测试标准环(2064)、聚四氟乙烯套筒(2063)和不锈钢筒体;
所述结垢测试标准环(2064)设置为多节,多节所述结垢测试标准环(2064)同轴串接;所述聚四氟乙烯套筒(2063)套设在多节所述结垢测试标准环(2064)外周;
所述不锈钢筒体套设在所述聚四氟乙烯套筒(2063)外周;所述聚四氟乙烯套筒(2063)的外壁上设置有导电弹片(2067),所述聚四氟乙烯套筒(2063)的外壁与所述不锈钢筒体的内壁之间形成有用于容纳所述导电弹片(2067)的间隙空间,且所述结垢测试标准环(2064)通过所述导电弹片(2067)与所述不锈钢筒体电位导通。
2.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述测试管路(201)的流体入口与所述主管路(101)的上游部分形成第一交汇点,所述测试管路(201)的流体出口与所述主管路(101)的下游部分形成第二交汇点;
所述第一交汇点与所述微量泵(203)之间设置有第一截止阀(202),所述调节阀(207)与所述第二交汇点之间设置有第二截止阀(208)。
3.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述测试管路(201)为U形管路,所述流量计(204)、压力计(205)、在线结垢测试短节结构(206)和调节阀(207)均设置在与所述主管路(101)平行的管路上。
4.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述不锈钢筒体包括两节,两节不锈钢筒体的中间衔接处通过法兰连接结构(2066)压紧固定。
5.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:多节所述结垢测试标准环(2064)之间设置有用于密封的四氟橡胶垫片(2065)。
6.根据权利要求4所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述两节不锈钢筒体相对接的位置形成用于容纳所述结垢测试标准环(2064)、聚四氟乙烯套筒(2063)和导电弹片(2067)的容纳腔体,且该容纳腔体的两侧轴端面分别通过四氟橡胶垫片(2065)与聚四氟乙烯套筒(2063)抵接。
7.根据权利要求6所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述不锈钢筒体上与所述容纳腔体连通的内筒径尺寸小于所述结垢测试标准环(2064)的内径尺寸。
8.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述聚四氟乙烯套筒(2063)设置有两节,两节所述聚四氟乙烯套筒(2063)同轴串接,且两节所述聚四氟乙烯套筒(2063)相衔接的位置相互抵接。
9.根据权利要求1所述的一种在线结垢评价装置,其特征在于:所述结垢测试标准环(2064)采用与待测试对象材质相同的材质。
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