[发明专利]埋地油气水管道泄漏扩散实验装置及其工作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及石油、化工领域，尤其涉及一种埋地油气水管道泄漏扩散实验装置及其工作方法，适用于研究管道泄漏的特征和规律。

背景技术：

管道输送具有技术简单，维护方便，供给稳定等优点，在石油化工行业具有广泛的应用。但由于地壳沉降，管道腐蚀，融冻变化等因素影响，石油管道泄漏时有发生，并且原油具有易燃易爆的特性，泄漏后遇到明火将造成不可挽回的巨大损失。目前关于管道泄漏的主要是数值模拟和理论计算，实际泄漏实验研究不多，测试起来既不方便也不准确。

发明内容：

本发明提供了一种埋地油气水三相流体管道泄漏扩散实验装置及其工作方法，其具有操作简便，结果准确的特点，利于对埋地油气水三相流体管道泄漏在多孔介质中的情况进行研究。

本发明采用的技术方案为：一种埋地油气水管道泄漏扩散实验装置及其工作方法，包括油水循环管路系统、透明砂箱、数据采集系统与油气水混合系统，所述油水循环管路系统包括第一截止阀、离心泵、第一静态混合器、涡轮流量计、变径三通、第二静态混合器、第二截止阀、第一压力表、泄漏管段、第三截止阀及第二压力表；第一截止阀一端通过法兰片与油水混合液储存箱底部焊接管道连接，第一截止阀另一端通过管路与离心泵一端连接，离心泵另一端通过管路与第一静态混合器一端连接，第一静态混合器另一端端通过管路与涡轮流量计一端连接，涡轮流量计另一端通过管路与变径三通第一端连接，变径三通第二端通过管路与第二静态混合器一端连接，第二静态混合器另一端通过管路与第二截止阀一端连接，第二截止阀另一端通过管路与第一压力表的一端连接，所连接管路缠绕电阻丝加热装置，第一压力表另一端与泄漏管段一端连接，泄漏管段另一端与第三截止阀的一端连接，第三截止阀另一端与第二压力表一端相连，第二压力表另一端与油水混合液储存箱顶部焊接管道相连；所述透明砂箱包括有机玻璃箱、网格承托底板及溢流槽，有机玻璃箱为正四方体，侧壁和上扣板分别开孔，分别用于接入热电偶、湿度传感器、氮气浓度测量探头，整个透明砂箱坐到网格承托底板上，网格承托底板两侧安装溢流槽，在透明砂箱中分别填充细砂、中砂和黑钙土；所述数据采集系统包括湿度传感器、热电偶、温湿度数据采集器、氮气浓度测量探头和浓度数据采集器，湿度传感器和热电偶安装到有机玻璃板侧壁，氮气浓度测量探头安装到有机玻璃箱顶端；所述油气水混合系统包括油水混合液储存箱、可调速搅拌器、离心泵、气体喷嘴、氮气瓶及变径氮气截止阀，其中可调速搅拌器采用立式可调速叶轮搅拌器，氮气瓶、止回阀和气体喷嘴均通过10mm管径管道依次连接，变径氮气截止阀连接变径三通第三端。

第一静态混合器用于充分混合油、水，第二静态混合器用于混合油、气、水；

利用油水混合液储水箱中的搅拌器使箱中的油水两相充分混合。

利用离心泵产生的动力，将油水混合液从油水混合液存储箱送入带第一静态混合器的循环管路中。

利用第一静态混合器使进入泄漏管路的油水充分均匀混合。

利用有机玻璃箱中的热电偶和湿度传感器测量记录泄漏管路泄漏的油水气混合物扩散后到各点处的湿度值和温度值，湿度值和温度值由温湿度数据采集器进行记录。

所述埋地油气水管道泄漏扩散实验工作方法还包括：利用氮气瓶和气体喷嘴将气体打入循环管路并造成扰流增加混合程度，配合第一静态混合器、第二静态混合器充分将三相流体进行混合。

所述埋地油气水管道泄漏扩散实验工作方法还包括：一次实验完毕后，停止离心泵，关闭变径氮气截止阀、关闭第二截止阀和第三截止阀，可将有机玻璃箱拆下依次更换细砂、中砂和黑钙土重新进行实验。