CN118258746A - 一种集输油用非金属管环境适应性试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集输油用非金属管环境适应性试验装置及试验方法，包括若干根从上游至下游首尾依次连接的第一短节，下游端最后一节第一短节末端还连接有第二短节，上游第一节第一短节的前端连接有入口管道，入口管道上从上游至下游依次连接有第一排空阀门、第一开关阀门和第一转换接头，第一转换接头与第一节第一短节相连，第二短节末端连接有出口管道，出口管道上从上游至下游依次连接有第二转换接头和第二开关阀门，第二转换接头与第二短节相连。实现在线试验研究，真实反应现场状况，提高流体物性匹配度，节约人力资源投入，减轻员工的劳动强度。

Description

一种集输油用非金属管环境适应性试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于油气集输技术领域，一种集输油用非金属管环境适应性试验装置及试验方法。

背景技术

目前，非金属管在油气田采出水输送及回注系统进行了大规模推广应用之后，集输油系统也开展了现场试验。但非金属管整管及内管材料环境适应性试验工作仍主要依赖于室内环境模拟，无法与现场实际流体物性、流动特性高度匹配。

目前采用室内手段进行试验的主要方法为在对现场流体物性和流动特性进行监测分析后，室内对原油、采出水组成、油水比例、水型、矿化度等流体物性进行配置，并采用长期静压设备及高压釜设置压力、温度、流动形式、速度等特性参数后采取短节等方法开展环境适应性试验及评价。

原有方案中流体物性一般仅采用油、水两相进行配置，无法模拟现场流体中油、气、水、垢、蜡等在内的多相复杂流动环境，且随着试验进行流体组成及物性不断发生变化，无法保证流体物性长期一致。其次，原有方案中整管材料在线试验采用长期静压设备进行，流体为非流动状态，内管材料试验采用高压釜进行，流动形式为环形冲刷，而现场流体一般为线性流动状态，室内试验与现场实际流动特性差异化较大，同时原有方案整体试验成本高，且需要长期人力资源投入，无法真实高效试验反映出非金属管材料的各项性能指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种集输油用非金属管环境适应性试验装置及试验方法，以对非金属管环境适应性做长期现场试验。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的，一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，包括若干根从上游至下游首尾依次连接的第一短节，下游端最后一节第一短节末端还连接有第二短节，上游第一节第一短节的前端连接有入口管道，入口管道上从上游至下游依次连接有第一开关阀门、第一排空阀门和第一转换接头，第一转换接头与第一节第一短节相连，第二短节末端连接有出口管道，出口管道上从上游至下游依次连接有第二转换接头和第二开关阀门，第二转换接头与第二短节相连。

还包括旁通管线，旁通管线上从上游至下游依次连接有第三开关阀门、第三转换接头和第四转换接头，第三开关阀门入口连接至第一排空阀门上游的入口管道，第四转换接头连接至第二开关阀门下游的出口管道上，第三转换接头和第四转换接头之间的管道为非金属管道。

所述第一短节和第二短节均为待试验非金属管道取样短节。

所述第一短节一端为平头芯管，另一端为外丝芯管，第二短节两端均为平头芯管。

所述第一短节上还连接有压力监控器，压力监控器电连接至井场RTU。

还包括挂片筒和挂片支架，所述第一短节上连接有中空的挂片筒，挂片支架插在挂片筒内，挂片支架下端穿过第一短节外壁，伸入第一短节内，挂片支架下端还开有若干不同大小，不同高度的挂片孔。

一种集输油用非金属管环境适应性试验装置试验方法，

试验阶段，第一排空阀门、第三开关阀门关闭，第一开关阀门和第二开关阀门打开，上游分金属管道来流体从第一短节和第二短节流过，并从下游非金属管道输往下游，期间通过压力监控器监控管内压力；

取样阶段，第三开关阀门打开，第一开关阀门和第二开关阀门关闭，流体从旁通管线输往下游，第一排空阀门打开，排空第一短节和第二短节内的流体，拆下第一短节和第二短节对其进行测试。

本发明的有益效果在于：

1、通过第一短节和第二短节，以及压力监控器来实现在线试验研究，真实反应现场状况，提高流体物性匹配度。

2、集输油系统往往是包含油、气、水、垢、蜡等在内的多相多地形复杂流动环境，室内很难进行高度模拟，在线试验研究可以实现流动特性零差异化的需要。

3、通过开展在线试验技术研究，可以减少流体物性、流动特性的检测、分析和模拟成本，同时也可以大大降低人力投入，进而减少整体试验成本。

4、非金属管溶胀特性、渗透特性、温度适应性等环境适应性试验模拟往往需要较长一段时间，室内试验需要长期投入人力进行监管维护，在线试验技术研究可以实现试验现场无人值守，节约人力资源投入，减轻员工的劳动强度。

附图说明

图1为集输油用非金属管环境适应性试验装置结构示意图；

图2为挂片筒和挂片支架结构示意图；

图3为挂片孔结构示意图；

图中1第一短节；2第二短节；3第一排空阀门；4第一开关阀门；5第一转换接头；6第二转换接头；7第二开关阀门；8第三开关阀门；9第三转换接头；10第四转换接头；11挂片筒；12挂片支架；13挂片孔；14第五转换接头；15第六转换接头；16挂片。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

【实施例1】

如图1所示，一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，包括若干根从上游至下游首尾依次连接的第一短节1，下游端最后一节第一短节1末端还连接有第二短节2，上游第一节第一短节1的前端连接有入口管道，入口管道上从上游至下游依次连接有第一开关阀门4、第一排空阀门3和第一转换接头5，第一转换接头5与第一节第一短节1相连，第二短节2末端连接有出口管道，出口管道上从上游至下游依次连接有第二转换接头6和第二开关阀门7，第二转换接头6与第二短节2相连。

整个装置包括多根首尾相连的第一短节1，最上游的第一短节1为第一节，最下游的为最后一节，最后一节第一短节1的末端连接一根第二短节2,。

入口管线的上游端连接非金属管道，出口管道的下游端连非金属管道，上游非金属管道的流体经入口管线流入各个短节中，最终从出口管线流出并流入下游的非金属管道中。

入口管线前端也设置有第五转换接头14，第五转换接头14下游的管线上依次连接第一开关阀门4、第一排空阀门3和第一转换接头5，第五转换接头14与第一转换接头5之间均为不锈钢管道，第五转换接头14与非金属管道相连，第一转换接头5与第一节非金属第一短节1相连。

出口管线末端设置有第六转换接头15，第六转换接头15从下游至上游方向依次设置第二开关阀门7和第二转换接头6，第二转换接头6和第六转换接头15之间均为不锈钢管道，第二转换接头6连接出口管线和第二短节2，第六转换接头15连接出口管线和下游非金属管道。非金属管道与不锈钢管道的连接均通过不锈钢转换接头实现，非金属管道与转换接头通过螺纹连接，转换接头与不锈钢管件焊接连。

还包括旁通管线，旁通管线上从上游至下游依次连接有第三开关阀门8、第三转换接头9和第四转换接头10，第三开关阀门8入口连接至第一排空阀门3上游的入口管道，第四转换接头10连接至第二开关阀门7下游的出口管道上，第三转换接头9和第四转换接头10之间的管道为非金属管道。

为保证取样过程生产的正常运行，在一侧设置旁通流程，旁通管线埋地敷设，第四转换接头10上游的管线为不锈钢管道，前端直接连至第五转换接头14与第一排空阀门3之间的管道上，第三转换接头9和第四转换接头10之间为非金属管道，非金属管道末端连接第四转换接头10，用于与第二开关阀门7和第六转换接头15之间的不锈钢出口管道相连。

所述第一短节1和第二短节2均为待试验非金属管道取样短节。

第一短节1和第二短节2均为非金属材料，与待测试的非金属管道材料相同。

所述第一短节1一端为平头芯管，另一端为外丝芯管，第二短节2两端均为平头芯管。

各个短节之间通过螺纹连接，方便拆卸，第一短节1的外丝芯管与下一节短节的平头芯管相连，实现首尾依次连接。

所述第一短节1上还连接有压力监控器，压力监控器电连接至井场RTU。

通过压力监控器实现就地监测，并将监测数据上传至井场RTU(即远程终端)，进一步远传至控制中心(例如远传至采油作业区SCADA系统进行监控记录)，实现远程监控。

如图2和图3所示，还包括挂片筒11和挂片支架12，所述第一短节1上连接有中空的挂片筒11，挂片支架12插在挂片筒11内，挂片支架12下端穿过第一短节1外壁，伸入第一短节1内，挂片支架12下端还开有若干不同大小，不同高度的挂片孔13。

挂片筒11第一短节1外壁上，挂片支架12插在挂片筒11内，挂片支架12下端插入第一短节1内，挂片孔13内设置挂片16，以观察流体对挂片16的腐蚀。从不同高度的挂片孔13选择合适的位置，使得挂片16位于第一短节1中心位置。

挂片结构根据需要，不设置或者在个别第一短节1上设置，并非每个第一短节1上都必须设置挂片结构，压力监控器同理。

与现有常规非金属管整管及内管材料室内环境适应性试验相比，可以省去长期静压设备、高压釜、相关配套设备及人力投入等。

1)提高流体物性匹配度的需要：随着油田开发的不断进行，采出液构成日趋复杂，通过开展在线试验技术研究，能够实现流体物性全真模拟。

2)降低流动特性差异化的需要：集输油系统往往是包含油、气、水、垢、蜡等在内的多相多地形复杂流动环境，室内很难进行高度模拟，在线试验技术研究可以实现流动特性零差异化的需要。

3)减少整体试验成本的需要：通过开展在线试验技术研究，可以减少流体物性、流动特性的检测、分析和模拟成本，同时也可以大大降低人力投入，进而减少整体试验成本。

4)实现长期无人值守的需要：非金属管整管及内管材料溶胀特性、渗透特性、温度适应性等环境适应性试验模拟往往需要较长一段时间，室内试验需要长期投入人力进行监管维护，在线试验技术研究可以实现试验现场无人值守，节约人力资源投入，减轻员工的劳动强度。

一种集输油用非金属管环境适应性试验装置试验方法：

试验阶段，第一排空阀门3、第三开关阀门8关闭，第一开关阀门4和第二开关阀门7打开，上游分金属管道来流体从第一短节1和第二短节2流过，并从下游非金属管道输往下游，期间通过压力监控器监控管内压力；

取样阶段，第三开关阀门8打开，第一开关阀门4和第二开关阀门7关闭，流体从旁通管线输往下游，第一排空阀门3打开，排空第一短节1和第二短节2内的流体，拆下第一短节1和第二短节2对其进行测试。

如图1所示，试验时，让流体经过短节，从而模拟现场环境。

取样时，流体走旁通管线，打开第一排空阀门3放空短节内流体，拆下已经完成试验的各个短节，进行下一步的溶胀特性、渗透特性、沉积特性、温度适应性等评价；并安装新的第一短节1和第二短节2至原有位置，再次开展环境适应性在线试验。

Claims (7)

1.一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：包括若干根从上游至下游首尾依次连接的第一短节(1)，下游端最后一节第一短节(1)末端还连接有第二短节(2)，上游第一节第一短节(1)的前端连接有入口管道，入口管道上从上游至下游依次连接有第一开关阀门(4)、第一排空阀门(3)和第一转换接头(5)，第一转换接头(5)与第一节第一短节(1)相连，第二短节(2)末端连接有出口管道，出口管道上从上游至下游依次连接有第二转换接头(6)和第二开关阀门(7)，第二转换接头(6)与第二短节(2)相连。

2.根据权利要求1所述的一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：还包括旁通管线，旁通管线上从上游至下游依次连接有第三开关阀门(8)、第三转换接头(9)和第四转换接头(10)，第三开关阀门(8)入口连接至第一排空阀门(3)上游的入口管道，第四转换接头(10)连接至第二开关阀门(7)下游的出口管道上，第三转换接头(9)和第四转换接头(10)之间的管道为非金属管道。

3.根据权利要求1所述的一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：所述第一短节(1)和第二短节(2)均为待试验非金属管道取样短节。

4.根据权利要求1或3所述的一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：所述第一短节(1)一端为平头芯管，另一端为外丝芯管，第二短节(2)两端均为平头芯管。

5.根据权利要求4所述的一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：所述第一短节(1)上还连接有压力监控器，压力监控器电连接至井场RTU。

6.根据权利要求4所述的一种集输油用非金属管环境适应性试验装置，其特征在于：还包括挂片筒(11)和挂片支架(12)，所述第一短节(1)上连接有中空的挂片筒(11)，挂片支架(12)插在挂片筒(11)内，挂片支架(12)下端穿过第一短节(1)外壁，伸入第一短节(1)内，挂片支架(12)下端还开有若干不同大小，不同高度的挂片孔(13)。

7.一种集输油用非金属管环境适应性试验装置试验方法，其特征在于：

试验阶段，第一排空阀门(3)、第三开关阀门(8)关闭，第一开关阀门(4)和第二开关阀门(7)打开，上游分金属管道来流体从第一短节(1)和第二短节(2)流过，并从下游非金属管道输往下游，期间通过压力监控器监控管内压力；

取样阶段，第三开关阀门(8)打开，第一开关阀门(4)和第二开关阀门(7)关闭，流体从旁通管线输往下游，第一排空阀门(3)打开，排空第一短节(1)和第二短节(2)内的流体，拆下第一短节(1)和第二短节(2)对其进行测试。