CN114354859A - 材料抗结蜡性能的测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种测量材料抗结蜡性能的测试装置，该装置包含支撑部分、测试池、控制部分、检测部分及信号处理部分。同时，本发明提出一种适用于材料抗结蜡性能检测装置的检测方法，该方法主要包含升温过程、放样过程、降温过程以及分析过程。该装置的工作过程为：先通过升温过程降低测试池内蜡质液样的粘度，然后将测试的样条浸入到测试池内，再降低测试池的温度使液样凝固，然后启动测试装置，通过传感器获得固体试样的受力‑位移曲线，测试结束后通过处理原始数据获得材料的抗结蜡性能参数。利用该检测装置及相应的检测方法，能够容易地测量材料的抗结蜡性能，测试过程不受材料的形状、材质及尺寸的限制。
Description
技术领域
本发明涉及材料性能检测技术领域，具体涉及一种材料抗结蜡性能的测试装置及测试方法。
背景技术
在石油开采和运输领域，管道的抗结蜡性能对原油运输效率和运输成本有较为重要的影响，进而关乎石油开采和加工的成本。因而，材料抗结蜡性能的评价是材料应用的可行性评估中较为重要的部分。目前材料的抗结蜡性能的检测主要包括直观观察、流变仪测试法、重量法以及接触角测试等方法，但是目前的这些方法存在测试成本高、需要精密仪器以及测试过程受材料形状的限制等问题，最重要的问题是目前这些测试方法大多是定性地测量材料的抗结蜡性能，测试结果的可重复性和鲁棒性较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种材料抗结蜡性能测试的装置以及一种相应的测试方法，以解决上述存在的至少一个问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种材料抗结蜡性能的测试装置，包括：
支撑装置；
样品池，该样品池放在支撑装置上，样品池分为内外两层，内层为测试液体，外层为控温层；
控制部分，该部分包括用于夹持待测样条的夹具、控制升降的电机以及测试参数控制装置；
检测部分，该部分主要收集测试过程中材料的受力数据及位移数据；
信号处理部分，通过对传感器收集到的数据进行处理，获得材料的抗结蜡性能；
进一步地，样品池放置于支撑装置中，样品池为内外两层，内外两层不连通，样品池的内层用于盛放含蜡质的物质，样品池外层可与循环水浴或者循环油浴连接，以达到控温目的；
进一步地，所述的控制部分于支撑装置相连，控制部分中的夹具主要用于夹持待测的试样，电机主要用于控制材料的升降速度，测试环境参数控制装置为可选装置，主要用于控制测试过程中的温度、湿度、外加电场参数及磁场参数等；
进一步地，所述的传感部分为力学传感器，该部分与控制部分相连，用于获得试样运动过程中的受力及位移数据，并且同过导线将数据传递到信号处理部分。
本发明还提供一种采用上述测量装置测量材料抗结蜡性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、通过升高样品池的外层温度，将样品池内层的蜡质物质熔融；
步骤二、通过控制升降部分，将夹具所持的待测样品的一部分浸没在熔融的蜡质物质中；
步骤三、降低样品池外层温度，使样品池内层的蜡质物质凝固；
步骤四、启动测试参数控制装置，设定测试环境参数；
步骤五、启动电机，进行拉伸试验，并利用传感器收集试样的受力数据及位移数据；
步骤六、利用信号处理装置对收集的数据进行处理，获得材料抗结蜡性能数据；
进一步地，所述的步骤四可以进行也可忽略，所述的环境参数包括但不限于温度、湿度、电压、磁场强度等；
进一步地，所述的步骤六中抗结蜡性能数据包括但不限于最大粘附力、表面粘附力、残留蜡质含量。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的测量装置的制造成本低廉，可设计性较强，装置运行的稳定性和可靠性较好。该装置及相应的测量方法能够对材料的抗结蜡性能进行定量以及定性测量，能够根据现场的蜡质组分获得可靠的材料抗结蜡性能数据。此外，该装置及相应的测量方法能够测量不同形状及材质的材料的抗结蜡性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单说明。
图1为本发明所提供的材料抗结蜡性能的测试装置；
附图标记说明
1-待测样品
2-夹具
3-样品池内层，用于盛放蜡质物质
4-样品池外层，用于控制样品池温度
5-支撑装置
6-控制升降装置
7-传感器
8-数据处理终端
9-测试环境参数控制装置
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步地介绍。
本发明设计了一种测量材料抗结蜡性能的装置及测量方法。在测量过程中，先通过升温降低样品池内蜡质的粘度，然后将待测材料浸入蜡质内，再通过降温提升蜡质的粘度，进而通过电机提拉材料，将材料的受力数据及位移数据传递到数据处理终端，然后通过对数据进行处理获得材料的抗结蜡性能的数据。
如图1所示，在一种具体的实施方式中，本发明提供一种材料抗结蜡性质的测试装置，包括：
支撑装置5；
样品池放在支撑装置中，样品池分为内外两层，内层3用于盛放蜡质物质，外层4与恒温水浴连接，用于控制样品池的温度；
控制电机6与支撑装置5相连，控制电机用于控制待测试样的提拉速率及距离；
待测样品1与夹具2相连，夹具2与力学传感器7相连，传感器用于检测试样在测试过程中的受力及位移；
测试环境控制装置9与电机的传动装置相连，用于控制测试过程中待测试样1的温度、电场强度等参数；
信号处理终端8与传感器7相连，用于接收传感器测试的力学数据及位移数据，信号处理终端将收集的数据进行处理，进而获得材料的抗结蜡性能。
实施例1：
一种采用上述的测量装置测量材料抗结蜡性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、在样品池的内层放入60g含蜡质的原油，通过与样品池外层相连的循环水浴将样品池的温度升至60℃；
步骤二、通过控制电机，将夹具所夹持的样品片下部分浸入样品池内层的原油中，浸入的深度为3cm，样品片的宽度为1cm，样品片与原油的总接触面积为6cm2；
步骤三、控制循环水浴，将样品池的温度降至20℃；
步骤四、将传感器的值清零，开始启动电机，以10mm/min的速率提拉样品片，利用传感器获得样品片的受力及位移数据；
步骤五、传感器收集的数据传递到信号处理终端，并通过计算获得材料的抗结蜡性能的数据。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。放在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步地介绍。
Claims (7)
1.一种材料抗结蜡性能检测装置，其特征在于，包括：
支撑装置；
样品池，样品池放在支撑装置上，样品池分为内外两层，内层为测试液体，外层为控温层；
控制部分，该部分包括用于夹持待测样条的夹具、控制升降的电机以及测试参数控制装置；
检测部分，该部分主要收集测试过程中材料的受力数据及位移数据；
信号处理部分，通过对传感器收集的数据进行处理，获得材料的抗结蜡性能。
2.根据权利要求1所述的材料抗结蜡性能检测装置，其特征在于，所述的样品池放置于支撑装置中，样品池为内外两层，内外两层不连通，样品池的内层用于盛放含蜡质的物质，样品池外层可与循环水浴或者循环油浴连接，以达到控温目的。
3.根据权利要求1所述的材料抗结蜡性能检测装置，其特征在于，所述的控制部分与支撑装置相连，控制部分中的夹具主要用于夹持待测的试样，电机主要用于控制材料的升降速度，测试环境参数控制装置为可选装置，主要用于控制测试过程中的温度、湿度、外加电场参数及磁场参数等。
4.根据权利要求1所述的材料抗结蜡性能检测装置，其特征在于，所述的传感部分为力学传感器，该部分与控制部分相连，用于获得试样运动过程中的受力及位移数据，并且同过导线将数据传递到信号处理部分。
5.一种采用如权利要求1～6任一项所述的测量装置测量材料抗结蜡性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、通过升高样品池的外层温度，将样品池内层的蜡质物质熔融；
步骤二、通过控制升降部分，将夹具所持的待测样品的一部分浸没在熔融的蜡质物质中；
步骤三、降低样品池外层温度，使样品池内层的蜡质物质凝固；
步骤四、启动测试参数控制装置，设定测试环境参数；
步骤五、启动电机，对待测样品进行提拉，并利用传感器收集试样的受力数据及位移数据；
步骤六、利用信号处理装置对收集的数据进行处理，获得材料抗结蜡性能数据。
6.根据权利要求5所述的材料抗结蜡性能的测试方法，其特征在于，所述的步骤四可以进行也可忽略，所述的环境参数包括但不限于温度、湿度、电压、磁场强度等。
7.根据权利要求5所述的材料抗结蜡性能的测试方法，其特征在于，所述的步骤六中抗结蜡性能数据包括但不限于最大粘附力、表面粘附力、残留蜡质含量。
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