一種評價水合物抑制劑性能的搖擺反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水合物抑制劑性能評價領域，具體涉及一種評價水合物抑制劑性能的搖擺反應裝置。
【背景技術】
[0002]在高壓低溫的條件下，水分子通過氫鍵作用形成多面體的籠型孔穴，這些孔穴能圍繞并將客體分子包裹在多面體里面形成類似于冰狀晶體的水合物，形成水合物的常見氣體包括:甲烷、乙烷、丙烷、氮氣、二氧化碳和硫化氫等。在石油、天然氣開采和加工運輸過程中，很容易產(chǎn)生水合物，影響油氣輸送，嚴重時，水合物會堵塞管道，帶來極大的經(jīng)濟損失和安全隱患。
[0003]注入化學抑制劑是目前抑制天然氣水合物最經(jīng)濟、最方便、常采用的方法，也是被重點關注和研宄的技術。添加的化學抑制劑包括水合物熱力學抑制劑(THI)和低劑量水合物抑制劑(LDHI)，低劑量水合物抑制劑主要包括水合物動力學抑制劑(KHI)和防聚劑(AA)?熱力學抑制劑在水溶液中需要高濃度才能發(fā)揮抑制性能，質(zhì)量分數(shù)一般為1%~6%，具有用量大、環(huán)境不友好、成本高等缺點，所以研宄人員逐漸開發(fā)多種低成本、低劑量、環(huán)境友好的低用量水合物抑制劑以逐步替代熱力學抑制劑。低劑量水合物抑制劑中動力學抑制劑能延緩水合物晶體成核時間或者阻止晶體的進一步成長，從而使管線中流體在其溫度低于水合物形成溫度(即在一定的過冷度Λ t)下流動，而不出現(xiàn)水合物堵塞現(xiàn)象；防聚劑不能防止水合物的形成，卻能和油相混在一起被吸附到水合物顆粒的表面，使水合物晶粒懸浮在冷凝相中，形成油包水的乳狀液，使水合物以很小的顆粒分散在油相中，從而阻止水合物聚集，從而使水合物晶體在油相中成漿液狀輸送而不堵塞管線。目前低劑量水合物抑制劑已經(jīng)在工業(yè)上現(xiàn)場應用，但由于油氣開采和運輸?shù)默F(xiàn)場工況復雜、環(huán)境惡劣，單一的低劑量水合物抑制劑的抑制效果并不夠理想，所以很多研宄者在開發(fā)新型高效的低劑量水合物抑制劑的同時，也著力研宄熱力學抑制劑和低劑量水合物抑制劑的聯(lián)合使用以及低劑量水合物抑制劑之間的聯(lián)合使用。
[0004]目前用于低劑量水合物抑制劑性能評價的裝置主要有帶攪拌的高壓反應釜和環(huán)流實驗裝置。帶攪拌的高壓反應釜用攪拌導致的液體擾動代替實際管道中的流體流動，通過溫度、壓力信號判斷水合物的生成，使用該裝置不能了解產(chǎn)生水合物后釜內(nèi)漿液流動情況，難以確定水合物堵塞的時間，所以不能用于評價防聚劑的防聚性能。以泵驅(qū)動流體循環(huán)的大型環(huán)流裝置主要用來評價流體流動安全，在評價抑制劑方面因其一次實驗周期長，操作復雜、注入液體體積大，耗氣多，投資大、不能快速高效的篩選水合物抑制劑等缺點而無法廣泛使用。
[0005]因此，現(xiàn)有裝置和技術有待于完善和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種評價水合物抑制劑性能的搖擺反應裝置。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn):
一種評價水合物抑制劑性能的搖擺反應裝置，包括恒溫箱、進氣系統(tǒng)、進液系統(tǒng)、設置于恒溫箱內(nèi)的高壓反應釜、搖擺系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述高壓反應釜分別連接進氣系統(tǒng)、進液系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于獲取高壓反應釜的溫度、壓力、位移信號及高壓反應釜內(nèi)視頻數(shù)據(jù)，所述搖擺系統(tǒng)固定高壓反應釜并使之產(chǎn)生周期性搖擺。
[0008]進一步地，所述高壓反應釜包括透明管、分別設置于透明管固定端和搖擺端的固定端釜蓋及搖擺端釜蓋，所述固定端釜蓋和搖擺端釜蓋之間通過分布均勻的四根緊固螺栓固定，所述透明管內(nèi)置一小球，所述固定端釜蓋連接設置有連通透明管的四通閥。
[0009]進一步地，所述固定端釜蓋和搖擺端釜蓋與透明管之間由橡膠密封圈密封。
[0010]進一步地，所述透明管的內(nèi)徑為12mm，外徑為20mm，長度為200mm，透明管可耐壓0~12MPa，小球直徑為9_。
[0011]進一步地，所述進氣系統(tǒng)包括高壓氣瓶、連接高壓氣瓶減壓閥、排氣閥門、共同進氣閥門、釜進氣閥門，它們之間通過不銹鋼管線順次連接，所述釜進氣閥門與所述四通閥連接。
[0012]進一步地，所述搖擺系統(tǒng)包括底板、固定支架、搖擺支架、電機、連桿、連接電機的偏心輪、滑動軌道、滑塊，所述固定支架豎直固定在底板上，通過滾動軸承與固定端釜蓋活動連接；所述搖擺支架與搖擺端釜蓋通過滾動軸承活動連接，所述連桿兩端分別通過滾動軸承與偏心輪和滑塊活動鉸接，所述滑塊位于滑動軌道內(nèi)，所述搖擺支架與滑塊相連接。
[0013]進一步地，所述的進液系統(tǒng)包括進液口、進液閥門、三通閥、真空泵和閥門，所述進液口通過進液閥門、三通閥連接四通閥，所述真空泵通過閥門連接三通閥。
[0014]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集記錄儀、通過電路連接數(shù)據(jù)采集記錄儀的溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、計算機、高清攝像機，所述透明管外表面兩個位置安裝2個用于測量小球移動速度的位移傳感器，所述溫度傳感器連接搖擺端釜蓋，所述壓力傳感器連接四通閥，所述高清攝像機能實時記錄反應過程中高壓反應釜內(nèi)流體和小球的信息，所述計算機用于呈現(xiàn)溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器及高清攝像機所獲取的參數(shù)信息。
[0015]進一步地，所述恒溫箱I的溫度控制范圍為-10°C ~50°C。
[0016]進一步地，所述高壓反應釜4的搖擺幅度范圍為水平±60°，擺動周期范圍為0.1s?Is0
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果:
(1)能夠更真切、準確地模擬添加抑制劑后實際輸油輸氣管道內(nèi)流體流動的狀況，釜體采用PC管透明材料，實現(xiàn)全實驗過程可視化，并能通過高清攝像機實時進行觀察；
(2)聯(lián)合溫度、壓力、位移信號及全實驗過程可視化觀察準確判斷水合物的初次生成時間，比單純依靠溫度、壓力信號判斷水合物生成的方式更為可靠；
(3)通過位移信號及全實驗過程可視化觀察，觀察釜內(nèi)水合物生成、聚集、堵塞過程，判斷水合物堵塞時間，能精確評價能使水合物分散于液相中但不影響輸油、輸氣的防聚劑；
(4)該裝置有多個高壓反應釜，采用共同進氣方式，并處于同一個恒溫箱中，這保證每個釜初始溫壓條件相同，避免實驗之間初始條件不同帶來的誤差。
[0018](5)該發(fā)明既能判斷水合物生成時間，又能觀察水合物是否聚集、是否嚴重阻礙小球運動，在功能上實現(xiàn)了多種水合物抑制劑單獨(KH1、AA、THI)或者聯(lián)用(KHI+AA，KHI+THI,AA+ THI ,KHI+AA+THI)的抑制性能評價，是一種優(yōu)異的評價水合物抑制劑抑制性能的裝置。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明裝置中進液系統(tǒng)和高壓反應釜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明裝置中高壓反應釜和搖擺系統(tǒng)的立體圖。
[0022]圖中各附圖標記說明如下:
1-恒溫箱、2-進氣系統(tǒng)、21-高壓氣瓶、22-減壓閥、23-共同進氣閥門、24-排氣閥門、25-釜進氣閥門、3-進液系統(tǒng)、31-進液閥門、32-進液口、33-三通閥、34-閥門、35-真空泵、4-高壓反應釜、41-透明管、42-固定端釜蓋、43-搖擺端釜蓋、44-緊固螺栓、45-四通閥、46-小球、47-橡膠密封圈、5-搖擺系統(tǒng)、51-底板、52-固定支架、53-搖擺支架、54-電機、55-連桿、56-偏心輪、57-滑動軌道、58-滑塊、6-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、61-溫度傳感器、62-壓力傳感器、63-位移傳感器、64-數(shù)據(jù)采集記錄儀、65-計算機。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的發(fā)明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0024]實施例1
如圖1至圖3所示，一種評價水合物抑制劑性能的搖擺反應裝置，包括恒溫箱1、進氣系統(tǒng)2、進液系統(tǒng)3、設置于恒溫箱I內(nèi)的六個高壓反應釜4、