CN113090867A - 原油输送管道清管与气提模拟设备和方法 - Google Patents

原油输送管道清管与气提模拟设备和方法 Download PDF

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Abstract

本公开是关于一种原油输送管道清管与气提模拟设备和方法，属于安全领域。原油输送管道清管与气提模拟设备包括输送管道、清管器、原油注入装置、用于提供清管气体的气体注入装置和用于检测原油排出后输送管道内气体中的硫化氢气体浓度的测试装置。清管器沿输送管道的长度方向可滑动地设置在输送管道中。通过该装置模拟在清管过程中的硫化氢的气提过程，通过测试装置检测原油排出后输送管道内的气体中的硫化氢的浓度，可以给后续清管过程提供参考。

Description

原油输送管道清管与气提模拟设备和方法
技术领域
本公开涉及安全领域，特别涉及一种原油输送管道清管与气提模拟设备和方法。
背景技术
在原油输送过程中，需要使用清管器清除原油输送管道管壁上的结蜡、结垢等，减小原油输送过程中的摩擦阻力，提高原油输送效率；同时清管器还可以清除管道内的积液或沉积物等杂质，防止杂质对原油输送管道造成腐蚀；在管道维检修过程中，还可以使用具有一定过盈度的清管器将需检修段管道内的原油排出，完成回油后，对需检修段管道进行作业。
在原油输送管道清管作业过程中，可能会需要使用清管气体增大清管器两侧的压差，推动清管器在输送管道中移动。原油中存在硫化氢(化学式：H2S)，在管道清管的过程中，清管气体会影响硫化气体在原油中的溶解平衡；当清管器发生卡阻，清管气体穿过清管器并与原油发生大面积接触，而使原油中的硫化氢气体析出，即原油中硫化氢气体被清管气体气提出来。在清管完成后，硫化氢气体随清管气体一起进入作业环境，危害作业人员健康和生命安全。
发明内容
本公开实施例提供了一种原油输送管道清管与气提模拟设备和方法，可以模拟原油输送管道清管作业过程和清管器发生卡阻时，形成的气提过程，使得清管完成后最终进入作业环境的气体中的硫化氢浓度得到控制。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种原油输送管道清管与气提模拟设备，所述原油输送管道清管与气提模拟设备包括输送管道、清管器、原油注入装置、用于提供清管气体的气体注入装置和用于检测所述输送管道内气体中的硫化氢气体浓度的测试装置；
所述清管器沿所述输送管道的长度方向可滑动地设置在所述输送管道中，所述原油注入装置与所述输送管道连通，所述气体注入装置与所述输送管道的一端连通，所述测试装置与所述输送管道连通。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述输送管道包括直管和弯管，所述直管和所述弯管连通，所述弯管包括至少2个管段，所述至少2个管段具有高度差。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述弯管为U型管道，所述U型管道的出口与入口具有高度差。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述原油注入装置包括储油罐、原油注入泵和原油注入管道；
所述原油注入管道连通所述储油罐和所述输送管道，所述原油注入泵连接在所述储油罐和所述原油注入管道之间。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述气体注入装置包括清管气体气瓶和气体注入管道，所述清管气体气瓶可拆卸地与所述气体注入管道连通，并通过所述气体注入管道与所述输送管道连通。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述气体注入装置还包括硫化氢气瓶，所述硫化氢气瓶可拆卸地与所述气体注入管道连通，并通过所述气体注入管道与所述输送管道连通。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述气体注入装置还包括气体流量控制器，所述气体流量控制器设置在所述气体注入管道。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述测试装置，包括：
位于所述输送管道上的第一取样阀、以及用于测量所述第一取样阀取样的气体样品中硫化氢气体浓度的测量仪器。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述清管器包括清管器主体、分布器、密封圈和爆破片；
所述清管器主体具有贯穿两端部的通孔，所述爆破片位于所述通孔内，所述清管器主体设置在所述输送管道中，所述密封圈套设在所述清管器主体的圆周侧壁上，且所述密封圈夹设在所述清管器主体和所述输送管道之间，所述分布器固定在所述清管器主体的一端，所述分布器上具有贯穿所述分布器底面和顶面的多个小孔。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述原油输送管道清管与气提模拟设备还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括：
加热器以及包裹所述原油注入装置和所述输送管道的保温罩，所述加热器用于控制所述保温罩的温度。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述原油输送管道清管与气提模拟设备还包括驱动所述输送管道转动的翻转装置，所述翻转装置的驱动部与所述输送管道连接。
另一方面，本公开实施例提供了一种原油输送管道清管与气提模拟方法，所述方法采用上述所述的设备实现，所述方法包括：
向所述输送管道中注入原油；
向所述输送管道中注入清管气体，使所述清管器运动，完成清管；
检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体浓度。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体浓度，包括：
清管完成后，从所述输送管道中取气体样品；
采用测试仪器检测所述气体样品中硫化氢气体的浓度。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述方法还包括：
更换以下至少一项：清管器、输送管道、注入原油的量；
重新检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体的浓度。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述方法还包括：
在注入所述清管气体前，间歇性地向所述输送管道中注入硫化氢气体；
在每次注入所述硫化氢气体后，从所述输送管道中进行原油取样；
检测所述原油中的硫化氢的浓度；
当所述原油中的硫化氢的浓度与设定硫化氢的浓度差值小于阈值时，停止向所述输送管道中注入硫化氢气体。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过原油注入装置向输送管道中注入原油，通过气体注入装置向输送管道中注入清管气体，清管气体推动清管器在输送管道中移动。在清管气体推动清管器移动的过程中，原油中的硫化氢被清管气体气提出来。通过测试装置可以测出输送管道中的气体中的硫化氢气体的浓度。这样，通过该装置可以模拟不同场景下清管的过程，例如采用不同清管器、管道中原油的多少、管道在竖直方向的高度差等，从而可以给实际清管提供最优的清管方案，使得清管完成后最终进入作业环境的气体中的硫化氢浓度得到控制，保证工作人员的人身安全。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种原油输送管道清管与气提模拟设备的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种清管器装配的示意图；
图3是本公开实施例提供的一种原油输送管道清管与气提模拟方法的流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种原油输送管道清管与气提模拟设备的结构示意图。参见图1，原油输送管道清管与气提模拟设备包括输送管道10、清管器20、原油注入装置30、用于提供清管气体的气体注入装置40和用于检测输送管道10内气体中的硫化氢气体浓度的测试装置50。
清管器20沿输送管道10的长度方向可滑动地设置在输送管道10中，原油注入装置30与输送管道10连通，气体注入装置40与输送管道10的一端连通，测试装置50与输送管道10连通。
在本公开实施例中，通过原油注入装置30向输送管道10中注入原油，通过气体注入装置40向输送管道中注入清管气体，清管气体推动清管器20在输送管道10中移动。在清管气体推动清管器20移动的过程中，如果清管器20卡堵或损坏，清管气体会与原油接触，原油中的硫化氢被清管气体气提出来。通过测试装置50可以测出输送管道10中的气体中的硫化氢的浓度。这样，通过该装置可以模拟不同场景下清管的过程，例如采用不同清管器、管道中原油的多少、管道在竖直方向的高度差等，从而可以给实际清管提供最优的清管方案，使得清管完成后最终进入作业环境的气体中的硫化氢浓度得到控制，保证工作人员的人身安全。
在本公开实施例中，测试装置50可以检测原油排出后输送管道10内气体中的硫化氢气体浓度。
在本公开实施例中，输送管道10中的压力一般在1.5MPa至2.5MPa之间，为保证工作的安全性，输送管道10需具有一定的强度，能够承受一定的压力。例如可以将输送管道10耐压强度设置为10MPa，保证在模拟过程中输送管道10的强度。
示例性地，该输送管道10可以为不锈钢管道，不锈钢的强度高，能够承受较大的压力。例如，该输送管道10可以为304不锈钢管道。
示例性地，该清管气体可以为氮气或者二氧化碳等气体。
再次参见图1，输送管道10包括直管101和弯管102，直管101和弯管102连通，弯管102包括至少2个管段，至少2个管段具有高度差。
在该实现方式中，将输送管道10设置为直管101和弯管102相结合的方式，且弯管102的至少2个管段的水平高度不同。模拟在原油输送过程中的地势高程差。将原油输送过程中的地势高程差考虑进来，使本申请的模拟设备在模拟过程中的环境与真实的原油输送过程的环境更加符合。同时也可以测试出在原油输送过程中的地势高程差对硫化氢的析出造成的影响，为实际清管提供参考。
如图1所示，输送管道10还可以包括通径阀门103，通径阀门103连接在直管101和弯管102之间。
在该实现方式中，通过通径阀门103将直管101和弯管102连接起来，在直管101或者弯管102损坏时，可以通过通径阀门103将二者之间截断，方便更换损坏的直管101或者弯管102。并且，可以方便更换直管101和弯管102，模拟更多的管道情况，例如可以将输送管道10布置为全部直管的结构，或者将输送管道10布置为双弯管的结构，以及更换不同高度差的弯管102等，模拟多种原油输送管道。
在本公开实施例中，为了方便直管101和弯管102的连通，直管101和弯管102的直径可以相等。例如，直管101和弯管102直径的范围都可以在125mm至130mm之间。示例性地，直管101和弯管102的直径可以为127mm。
为保证清管过程的模拟更加真实，应该保证直管101和弯管102均具有一定的长度。例如直管101的长度L1的范围在2500mm至3500mm之间，示例性地，直管101的长度L1可以为3000mm。弯管102在直管101的长度的范围在1500mm至2500mm之间，示例性地，弯管102的长度可以为2000mm。
弯管102的长度表示输送管道10中的原油在弯管102中流过的距离。在图1中弯管102的长度表示2个竖直段管道的长度与3个水平段管道的长度之和。
如图1所示，弯管102可以为U型管道，且U型管道的出口与入口具有高度差。
在该实现方式中，将弯管102布置为U型管道，且U型管道的出口与入口具有高度差，即U型管道和直管101连接处(即入口)的高度与U型管道末端(即出口)的高度不同，也即在U型管道的入口与U型管道的底部具有一个高度差(图1中的H1)，在U型管道的出口与U型管道的底部也具有一个高度差(图1中的H2)。H1和H2不同，可以模拟在原油输送过程中的两种地势高程差。
在清管器发生卡阻的情况下，若此时清管气体流动方向管道存在高程差，使得清管气体与低点存油反复接触，使原油中的硫化氢气体大量析出。本公开布置U型管道，可以模拟在输送管道存在高程差的情况下，清管气体与低点存油接触，硫化氢气体被气提的过程。
示例性地，H1和H2的差值的范围可以在400mm至600mm之间，例如，H1和H2的差值可以为500mm。
如图1所示，输送管道10上还布置有第一安全阀门104，当输送管道10中的压力过大时，可以将第一安全阀门104打开放出输送管道10中的气体，避免压力过大造成输送管道10损坏。直管101和弯管102上均具有一个第一安全阀门104，分别调节直管101和弯管102中的压力。
示例性地，输送管道10上还布置有第一压力控制器105，该第一压力控制器105用于检测、显示及控制输送管道10中的压力，通过第一压力控制器105可以实时观察输送管道10中压力。
如图1所示，输送管道10上还布置有第一温度传感器106，第一温度传感器106可以测量并显示输送管道10中原油的温度，通过第一温度传感器106显示的温度判断输送管道10中原油的温度是否与真实的原油温度一致。
如图1所示，输送管道10上布置有两个第一温度传感器106，两个温度传感器106均可测量输送管道10中原油的温度，采用两个第一温度传感器106同时测量，保证测量结果的准确性。
示例性地，第一温度传感器106的测温范围可从室温至200℃之间，第一温度传感器106的测温精度可以为±0.5％，避免误差过大影响准确性。
其中，室温是指该装置所处环境中的温度。
如图1所示，输送管道10上还可以布置背压阀107，该背压阀107布置在弯管102的端部，即整个输送管道10的出口处。背压阀107保证输送管道10中的原油只会从输送管道10中流出，不会回流。
再次参见图1，原油注入装置30包括储油罐301、原油注入泵302和原油注入管道303。原油注入管道303连通储油罐301和输送管道10，原油注入泵302连接在储油罐301和原油注入管道303之间。
在该实现方式中，储油罐301用于存储原油，原油注入泵302将储油罐301中的原油通过原油注入管道303注入到输送管道10中。
为保证输送管道10中的原油与实际原油输送中原油中硫化氢的浓度一致，可以将储油罐301中的原油中的硫化氢的浓度配置为与实际原油中硫化氢的浓度一致，从而保证模拟的真实性。
示例性地，为保证输送管道10中的原油的容量足够，要保证储油罐301的容积足够大，能够存储足够的原油。例如储油罐301的容积的范围可以在70L至120L之间，例如，储油罐301的容积可以为100L。
在本公开实施例中，储油罐301中要存储足够的原油，原油对储油罐30有一定的压力，所以要保证储油罐301的强度足够大，能够承受一定的压力。示例性地，储油罐301的耐压范围可以在1MPa至3MPa之间，例如，储油罐301的耐压强度可以为2MPa。
示例性地，储油罐301可以为不锈钢储油罐，保证储油罐301具有一定的强度。例如，可以为304不锈钢储油罐。
示例性地，原油注入泵302可以为机械式齿轮泵。机械式齿轮泵可以保证原油注入泵302注入原油的速度均匀。机械式齿轮泵注入原油的速度可以为0L/min至3L/min之间。其中，注入原油的速度为0L/min表示该段时间内输送管道10中已经不需要注入原油了，此时原油注入泵302处于关闭状态。
在本公开实施例中，原油注入管道303的耐压强度范围可以在0.5MPa至1.5MPa之间，例如，原油注入管道303的耐压强度可以为1MPa。原油注入管道303可以设置为不锈钢原油注入管道，例如，可以为304不锈钢原油注入管道。
如图1所示，原油注入装置30还可以包括第二安全阀304和第一压力传感器305，第一压力传感器305用于检测并显示储油罐301中的压力，当储油罐301中的压力过大，可以调节第二安全阀304，避免压力过大造成储油罐301损坏。
如图1所示，原油注入装置30还可以包括第二温度传感器306，第二温度传感器306与储油罐301连接，通过第二温度传感器306实时了解储油罐301中原油的温度。
如图1所示，原油注入管道303上还布置有一些常规阀门331，用于控制原油注入管道303的流量、开关等。
再次参见图1，气体注入装置40包括清管气体气瓶401A和气体注入管道402，清管气体气瓶401A可拆卸地与气体注入管道402连通，并通过气体注入管道402与输送管道10连通。
在该实现方式中，清管气体气瓶401A用于存储清管气体。气体注入管道402将清管气体气瓶401A中的清管气体注入输送管道10中，实现清管。
可选地，该气体注入装置40还可以包括硫化氢气瓶401B，硫化氢气瓶401B可拆卸地与气体注入管道402连通，并通过气体注入管道402与输送管道10连通。
在原油内的硫化氢浓度与实际场景中的原油内的硫化氢浓度存在差异时，可以先将硫化氢气瓶401B与气体注入管道402连通，使硫化氢进入输送管道10中。当硫化氢与原油混合均匀，达到实际场景中的原油内的硫化氢浓度后，再将清管气体气瓶401A与气体注入管道402连通，使清管气体进入输送管道10中，使清管气体推动输送管道10中的清管器20移动。
在本公开实施例中，硫化氢气瓶401B中的硫化氢和清管气体气瓶401A中的清管气体都是处于压缩状态，即硫化氢气瓶401B和清管气体气瓶401A中的压强大于气体注入管道402和输送管道10中的压强，将硫化氢气瓶401B和清管气体气瓶401A分别与气体注入管道402连通之后，硫化氢气瓶401B中的硫化氢和清管气体气瓶401A中的清管气体会在压差的情况下自动流入输送管道10中，且清管气体会推动输送管道10中的清管器20移动。
再次参见图1，气体注入装置40还可以包括流量控制器403，气体流量控制器403设置在气体注入管道402。
在该实现方式中，流量控制器403用于控制注入气体的流量，保证硫化氢和清管气体均匀注入输送管道10中。同时，可以根据流量控制器403控制的流量速度和气体注入的时间计算出总的注入气体的量。
示例性地，流量控制器403的控制注入气体的注入速度范围可以在0m3/min至1m3/min之间。例如气体的注入速度为0.5m3/min，气体的注入时间为3min，那么向输送管道10中注入的气体的量为1.5m3。
其中气体的流量的注入速度为0m3/min表示该段时间内输送管道10中已经不需要注入气体了，此时流量控制器403处于关闭状态。
在本公开实施例的一种实现方式中，原油输送管道清管与气提模拟设备还可以包括控制装置，流量控制器403可以为FMA-2600A质量流量控制器。FMA-2600A质量流量控制器具有RS232通讯接头与控制装置连接，控制装置采用设定的注入流量和导通时间控制FMA-2600A质量流量控制器工作。
示例性地，流量控制器403可以采用316不锈钢制作，保证流量控制器403具有一定地耐压强度。流量控制器403的耐压强度的范围可以在5MPa至7MPa之间，例如可以为6MPa。
如图1所示，气体注入装置40还可以包括第二压力控制器404，第二压力控制器404位于气体注入管道402上，第二压力控制器404与流量控制器403可以一起控制输送管道101中注入气体的压力。
在本公开实施例中，第二压力控制器404和第一压力控制器105均可控制压力。第二压力控制器404和第一压力控制器105可以布置在清管器20两侧，通过第二压力控制器404和第一压力控制器105控制清管器20两侧的压力，使清管器20两侧的压力不同保证清管器20在输送管道10中移动。
示例性地，可以将第一压力控制器105的设定压力设置为15磅/平方英寸(英文：Pounds Per Square Inch，简称：PSI)，第二压力控制器404的设定压力设置为3000PSI；或者将第一压力控制器105的设定压力设置为500PSI，第二压力控制器404的设定压力设置为3500PSI。
示例性地，第二压力控制器404和第一压力控制器105的控制精度可以为±50PSI。第二压力控制器404和第一压力控制器105均可以采用316L钢的材质制作，保证第二压力控制器404和第一压力控制器105的强度。
如图1所示，气体注入装置40还可以包括单向阀405，该单向阀405位于气体注入管道402中。单向阀405可以保证硫化氢气瓶401B和清管气体气瓶401A中的气体只向输送管道10中流通，而不会从输送管道10中流通到硫化氢气瓶401B和清管气体气瓶401A中。
如图1所示，气体注入装置40还可以包括第三安全阀406和第二压力传感器407，第三安全阀406和第二压力传感器407均位于气体注入管道402上。第二压力传感器407用于检测并显示气体注入管道402中的压力，当气体注入管道402中的压力过大时，控制第三安全阀406打开，进行泄压，避免压力过大造成气体注入管道402损坏。
如图1所示，气体注入管道402上布置了两个第二压力传感器407，其中一个第二压力传感器407与气瓶连接，用于检测气瓶中的压力，另一个可以布置在气体注入管道402中部，用于检测气体注入管道402中的压力。
如图1所示，气体注入装置40还可以包括调压阀408，调压阀408位于气体注入管道402上。调压阀408可以调节气体注入管道402中的压力。
如图1所示，气体注入装置40还可以包括多个常规阀门409。常规阀门409布置在气体注入管道402，可以进一步控制气体注入管道402的流量开关等。
再次参见图1，气体注入装置40还可以包括气体注入取样阀4010，该气体注入取样阀4010可以对注入输送管道10中的气体进行取样，测量气体成分组成及浓度，以确定是否需要二次注入硫化氢气体。
再次参见图1，测试装置50包括位于输送管道10上的压力传感器501。在输送管道10上布置压力传感器501可以实时了解输送管道10中的压力。
测试装置50包括位于输送管道10上的第一取样阀502、以及用于测量第一取样阀502取样的气体样品中硫化氢气体浓度的测量仪器。
在该实现方式中，通过第一取样阀502对输送管道10中的气体进行取样，测量仪器可以测量出输送管道10中的气体中硫化氢的浓度。
如图1所示，直管101和弯管102上均布置有第一取样阀502，通过第一取样阀502可以对直管101和弯管102中的气体均进行取样，通过两处的浓度测量判断弯管102是否对会影响硫化氢的气提。
示例性地，还可以通过第一取样阀502对输送管道10中的原油体进行取样，测量仪器可以测量出输送管道10中的原油中硫化氢的浓度，确定输送管道10中的原油中的硫化氢的浓度是否与真实原油中的浓度一致。
再次参见图1，测试装置50还可以包括位于原油注入装置30上的第二取样阀503。第二取样阀503对原油注入装置30中的气体进行取样，测试原油注入装置30中原油中的硫化氢气体的浓度，确定原油注入装置30中原油中的硫化氢的浓度是否与真实原油中的浓度一致。
再次参见图1，原油输送管道清管与气提模拟设备还包括温度控制装置60，温度控制装置60包括：加热器601以及包裹原油注入装置30和输送管道10的保温罩602，加热器601用于控制保温罩602的温度。
在本公开实施例中，开采出来的原油具有一定的温度，原油在输送过程中与原油输送管道的摩擦也会使原油的温度升高。温度控制装置60用于模拟原油输送过程中温度。
加热器601对保温罩602进行加热，保温罩602包裹原油注入装置30和输送管道10，保证在模拟的过程中，原油注入装置30和输送管道10选中的原油均具有一定的温度，同时可以增加原油的流动性。
在本公开实施例中，加热器601包括温度控制器，温度控制器可以控制保温罩602内的温度，使保温罩602内的温度与实际原油的温度更加符合。
在本公开实施例中，温度控制器611可以包括RS485通讯接头，该RS485通讯接头与控制装置80连接，控制装置80可以设定温度控制器611控制的保温罩602内的温度。
在本公开实施例中，可以采用柔性加热的方式，将保温罩602内的温度(模拟设备当时所处的环境的温度)从室温缓慢加热到实际原油的温度(例如可以为80摄氏度)。保温罩602可以采用柔性保温罩，减小热量损失，同时可以避免了操作人员被烫伤。
再次参见图1，原油输送管道清管与气提模拟设备还包括驱动输送油管10的翻转装置70，翻转装置70与输送管道10连接。
在该实现方式中，翻转装置70用于翻转输送管道10，保证输送管道10中的原油与硫化氢气体混合均匀。
示例性地，翻转装置70可以采用蜗轮蜗杆翻转机构，配备变频控制电机从而实现翻转，翻转角度为-45°至45°之间。
如图1所示，翻转装置70还设置有限位机构701，限位机构701用于限制输送油管10转动的角度，可确保输送管道10在翻转过程不出现失控现象。
图2是本公开实施例提供的一种清管器装配的示意图。参见图2，清管器20包括清管器主体201、分布器202、密封圈203和爆破片204。
清管器主体201具有贯穿两端部的通孔211，爆破片204位于通孔211内，清管器主体201设置在输送管道10中，密封圈203套设清管器主体的圆周侧壁上，且密封圈203夹设在清管器主体201和输送管道10之间，分布器202固定在清管器主体201的一端，分布器202上具有贯穿分布器底面和顶面的多个小孔。
在原油输送过程中，输送管道长期不间断运行工作，管壁会积累很多杂质，使原油的流速下降，严重的可以导致锈蚀甚至堵塞。可以通过清管器20对输送管道进行清洁。
密封圈203套设在清管器主体201的圆周面上，并且与输送管道10的管壁108接触，用于刮掉输送管道10的管壁上的杂质。
在本公开实施例中，密封圈203可以为环形橡胶密封圈，密封圈203的内直径比清管器主体201的外直径小，二者过盈配合，保证密封圈203能够紧密套设在清管器主体201的圆周面上。
爆破片204为圆形金属片，金属片中具有裂缝，爆破片204能够承受一定的压力。当爆破片204受到的压力大于预定的压力时，爆破片204中的裂缝就会打开进行泄压。
在本公开实施例中，可以根据实际需求更换爆破片204，使爆破片204的预定的压力符合实际清管过程中的爆破片204的预定的压力。
分布器202上具有贯穿分布器底面和顶面的多个小孔。在爆破片204受到的压力大于预定的压力，爆破片204中的裂缝打开时，清管气体通过小孔与输送管道10中的石油均匀接触。
清管器20中的爆破片204和分布器202均为可更换式的。通过更换爆破片204和分布器202，可以获得不同的清管器20，通过更换不同的清管器20，可以确定在采用不同清管器20时，清管完成后气体中的硫化氢的浓度，为清管工作提供参考。
例如，分布器202可以通过螺丝固定在清管器主体201上，方便更换分布器202。
如图2所示，清管器20还包括扶正圈205、爆破片垫圈206和爆破片压帽207。
扶正圈205用于固定密封圈203，沿扶正圈205的圆周布置有多个凹槽，分密封圈203上具有与之相对应的凸起，密封圈203具有凸起的部分套设在扶正圈205上，且密封圈203上的凸起卡入扶正圈205的凹槽中，实现对密封圈203的固定。
爆破片压帽207对爆破片204进行固定，避免爆破片204沿着管道方向移动。例如，爆破片压帽207可以通过螺纹的方式固定在通孔211内，实现对爆破片204的固定。
如图2所示，爆破片垫圈206位于爆破片204和爆破片压帽207之间，避免爆破片压帽207对爆破片204的及压力过大，造成爆破片204损坏。
如图2所示，清管器20位于直管101内，直管101的左边具有第一焊接法兰109，第一焊接法兰109连接直管101的管壁与通径阀门103。直管101的右边具有第二焊接法兰1010和密封端盖1011。第二焊接法兰1010位于密封端盖1011和直管101之间，用于连接直管101的管壁与气体注入装置30，密封端盖1011对连接处进行密封，避免硫化氢和清管气体泄漏。直管101侧壁还开设有原油注入孔。
在本公开实施例的一种实现方式中，该原油输送管道清管与气提模拟设备还可以包括数据采集装置。该数据采集装置包括数据采集板以及计算机组成，计算机中安装运行控制软件，可实现对现场数据采集处理和试验过程进行控制，可实时采集温度、压力等参数。例如，采集板可以与各种传感器连接，计算机可以与各种控制器或阀门连接，实现采集和控制功能。
图3是本公开实施例提供的一种原油输送管道清管与气提模拟方法的流程图。
步骤S1：向输送管道中注入原油。
通过原油注入泵302向输送管道10中注入原油。该原油可以为提前配置好的与真实原油中硫化氢气体浓度一样的原油。
步骤S2：向输送管道中注入清管气体，使清管器运动，完成清管。
通过气体注入管道402将清管气体气瓶401A中的清管气体注入输送管道10中，清管气体推动清管器20运动。
步骤S3：检测清管完成时输送管道内气体中的硫化氢气体浓度。
通过原油注入装置30向输送管道10中注入原油，通过气体注入装置40向输送管道10中注入清管气体，清管气体推动清管器20在输送管道中移动。在清管气体推动清管器20移动的过程中，如果清管器20损坏，清管气体会与原油接触，原油中的硫化氢被清管气体气提出来。通过测试装置50可以测出输送管道10中气体中的硫化氢的浓度。这样，通过该装置可以模拟不同场景下清管的过程，例如采用不同清管器、管道中原油的多少、管道在竖直方向的高度差等，从而可以给实际清管提供最优的清管方案，使得清管完成后最终进入作业环境中的气体中的硫化氢浓度得到控制，保证工作人员的人身安全。
在本公开实施例中，步骤S3可以包括：
清管完成时，从输送管道中取气体样品；
采用测试仪器检测气体样品中硫化氢的浓度。
在该实现方式中，在清管完成时对输送管道10中的气体进行取样，通过测试仪器检测气体样品中硫化氢的浓度，可以确定清管完成后最终进入作业环境的气体中的硫化氢浓度。
在本公开实施例中，可以更换以下至少一项：清管器、输送管道、注入原油的量；重新检测清管完成时输送管道内气体中的硫化氢气体浓度。通过该装置可以模拟不同场景下清管的过程，例如采用不同清管器、管道中原油的多少、管道在竖直方向的高度差等，从而可以给实际清管提供最优的清管方案。
可选地，该方法还可以包括：在注入清管气体前，向输送管道中注入硫化氢气体与原油混合。
通过气体注入管道402将硫化氢气瓶401B中的硫化氢气体注入输送管道10中，使硫化氢气体与原油混合。
该步骤可以包括：
间歇性地向输送管道10中注入硫化氢气体；在每次注入硫化氢气体后，从输送管道10中进行原油取样；检测原油中的硫化氢的浓度；当原油中的硫化氢的浓度与设定硫化氢的浓度差值小于阈值时，停止向输送管道中注入硫化氢气体。
这里的设定硫化氢的浓度是指真实场景下的原油中的硫化氢的浓度。
向输送管道中10中注入硫化氢气体与原油混合，输送管道中10中的原油的硫化氢的浓度可能不会一次达到真实原油中硫化氢气体浓度，可以通过多次注入，直至输送管道中10中的原油的硫化氢的浓度与真实原油中硫化氢气体浓度小于阈值时，停止向输送管道10中注入硫化氢气体。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述原油输送管道清管与气提模拟设备包括输送管道(10)、清管器(20)、原油注入装置(30)、用于提供清管气体的气体注入装置(40)和用于检测所述输送管道(10)内气体中的硫化氢气体浓度的测试装置(50)；
所述清管器(20)沿所述输送管道(10)的长度方向可滑动地设置在所述输送管道(10)中，所述原油注入装置(30)与所述输送管道(10)连通，所述气体注入装置(40)与所述输送管道(10)的一端连通，所述测试装置(50)与所述输送管道(10)连通。
2.根据权利要求1所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述输送管道(10)包括直管(101)和弯管(102)，所述直管(101)和所述弯管(102)连通，所述弯管(102)包括至少2个管段，所述至少2个管段具有高度差。
3.根据权利要求2所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述弯管(102)为U型管道，所述U型管道的出口与入口具有高度差。
4.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述原油注入装置(30)包括储油罐(301)、原油注入泵(302)和原油注入管道(303)；
所述原油注入管道(303)连通所述储油罐(301)和所述输送管道(10)，所述原油注入泵(302)连接在所述储油罐(301)和所述原油注入管道(303)之间。
5.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述气体注入装置(40)包括清管气体气瓶(401A)和气体注入管道(402)，所述清管气体气瓶(401A)可拆卸地与所述气体注入管道(402)连通，并通过所述气体注入管道(402)与所述输送管道(10)连通。
6.根据权利要求5所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述气体注入装置(40)还包括硫化氢气瓶(401B)，所述硫化氢气瓶(401B)可拆卸地与所述气体注入管道(402)连通，并通过所述气体注入管道(402)与所述输送管道(10)连通。
7.根据权利要求5所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述气体注入装置(40)还包括气体流量控制器(403)，所述气体流量控制器(403)设置在所述气体注入管道(402)。
8.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述测试装置(50)，包括：
位于所述输送管道(10)上的第一取样阀(502)、以及用于测量所述第一取样阀(502)取样的气体样品中硫化氢气体浓度的测量仪器。
9.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述清管器(20)包括清管器主体(201)、分布器(202)、密封圈(203)和爆破片(204)；
所述清管器主体(201)具有贯穿两端部的通孔(211)，所述爆破片(204)位于所述通孔(211)内，所述清管器主体(201)设置在所述输送管道(10)中，所述密封圈(203)套设在所述清管器主体(201)的圆周侧壁上，且所述密封圈(203)夹设在所述清管器主体(201)和所述输送管道(10)之间，所述分布器(202)固定在所述清管器主体(201)的一端，所述分布器(202)上具有贯穿所述分布器(202)底面和顶面的多个小孔。
10.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述原油输送管道清管与气提模拟设备还包括温度控制装置(60)，所述温度控制装置(60)包括：
加热器(601)以及包裹所述原油注入装置(30)和所述输送管道(10)的保温罩(602)，所述加热器(601)用于控制所述保温罩(602)的温度。
11.根据权利要求1至3任一项所述的原油输送管道清管与气提模拟设备，其特征在于，所述原油输送管道清管与气提模拟设备还包括驱动所述输送管道(10)转动的翻转装置(70)，所述翻转装置(70)的驱动部与所述输送管道(10)连接。
12.一种原油输送管道清管与气提模拟方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1至11任一项所述的设备实现，所述方法包括：
向所述输送管道中注入原油；
向所述输送管道中注入清管气体，使所述清管器运动，完成清管；
检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体浓度。
13.根据权利要求12所述的原油输送管道清管与气提模拟方法，其特征在于，所述检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体浓度，包括：
清管完成时，从所述输送管道中取气体样品；
采用测量仪器检测所述气体样品中硫化氢气体的浓度。
14.根据权利要求12所述的原油输送管道清管与气提模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
更换以下至少一项：清管器、输送管道、注入原油的量；
重新检测清管完成时所述输送管道内气体中的硫化氢气体的浓度。
15.根据权利要求12所述的原油输送管道清管与气提模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：
在注入所述清管气体前，间歇性地向所述输送管道中注入硫化氢气体；
在每次注入所述硫化氢气体后，从所述输送管道中进行原油取样；
检测所述原油中的硫化氢的浓度；
当所述原油中的硫化氢的浓度与设定硫化氢的浓度差值小于阈值时，停止向所述输送管道中注入硫化氢气体。
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