[发明专利]一种测试管材抗结垢结蜡性能的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及管材抗结垢结蜡性能测试技术领域，特别涉及一种测试管材抗结垢结蜡性能的方法及装置。

背景技术

在油田开发过程中，随着地层压力的下降、开采过程中气油比的降低、地层温度的下降等因素的变化，使油井生产过程中产生蜡和大量的垢。当油田开发进入中高含水期，结蜡结垢成为油井生产过程中的一个常见的破坏性问题，结蜡结垢可能发生在油井系统的任何位置，如井筒内或地层中，地面注水设备的结垢可以造成堵塞，而地层内结垢会引起地层伤害，而垢又会引起油井盐卡、盐堵、抽油杆断脱现象频繁发生，严重时造成油井大修，使油井生产无法正常进行。另外，对于地面输送管线，输送介质中的蜡质以及无机盐会沉积在管壁上，形成结蜡结垢层，因而减小了管道的过流面积，增大了输送阻力。

由此可知，结垢结蜡现象己成为制约原油生产和运输的重要因素。因此，油井和输送用管材的抗结垢结蜡性能引起了广大研究人员的高度重视，而建立管材抗结垢结蜡性能的试验评价方法则成为研究其抗结垢结蜡性能的重要基础。

当前仅有的评价抗结垢结蜡性能的方法为高温高压釜试验方法。该方法模拟油井介质环境条件，将管环试样置入高温高压釜内，通过控制温度、压力和气体成分来实现静态或动态等不同工况条件下材料抗结垢结蜡性能的模拟。但该方法操作步骤繁琐，存在较高的安全隐患，且对试验设备要求极高、试验装置造价昂贵、试验成本较高，不具有通用性。最重要的是，该方法不能真实模拟和评价油气田输送介质在管材内部流通时的结垢结蜡情况。

发明内容

本发明针对现有检测技术的不足，提供了一种能够真实模拟输送环境，试验装置结构简单、操作方便、测试快速直观的测试管材抗结垢结蜡性能的方法及装置。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种测试管材抗结垢结蜡性能的装置，包括试验介质池、耐蚀离心泵和温度控制系统，耐蚀离心泵一端通过输送管路与试验介质池、耐蚀离心泵另一端通过输送管路和试验管段连通，试验管段另一端经输送管路与试验介质池连通，试验介质池内的液态试验介质经耐蚀离心泵驱动流经试验管段后再回到试验介质池中形成循环通路，模拟管材输送流体的效果；所述耐蚀离心泵与试验管段之间的输送管路上安装有流量控制阀门和数显液体流量计；试验介质池中设置有用于控制试验介质温度的温度控制系统。

所述试验管段设置为多试验管段系统，耐蚀离心泵通过多路输送管路分别与每个试验管段连通，每个试验管段试验介质进口端均安装有流量控制阀门。

所述试验管段的试验介质出口端安装有液体流量传感器，流量采集系统与液体流量传感器连接。

所述耐蚀离心泵与试验管段之间的输送管路上安装有过压保护装置，当试验装置压力到达极限设定值时控制耐蚀离心泵自动断电。

所述过压保护装置由电接点压力表和继电器组成，继电器与耐蚀离心泵连接控制耐蚀离心泵自动断电。

所述试验管段通过组装连接装置与输送管路连接固定，所述组装连接装置包括机架，机架上安装有固定夹具，试验管段一侧输送管路通过法兰连接于固定夹具上，固定夹具为对开式结构，分为上下两部分，上半部分通过夹具螺栓安装在夹具上，下半部分上通过夹紧螺栓固定有多个夹紧块，通过旋紧夹具螺栓实现夹紧不同口径的管材；用于支撑试验管段的试样支撑架和支撑输送管路的滑动支架放置在所述机架上，滑动支架和固定夹具通过导轨连接，与所述固定夹具结构相同的滑动夹具穿插在导轨上，试验管段另一侧输送管路通过法兰连接于滑动夹具上。

所述滑动夹具上设置有旋转手柄，通过转动旋转手柄控制滑动夹具沿导轨移动。

所述滑动夹具设置有紧固螺栓，通过拧紧紧固螺栓将滑动夹具固定在导轨上；所述试验管段的两端面与固定夹具和滑动夹具之间设置密封垫圈实现紧密贴合。

所述的输送管路为聚四氟乙烯管材。

一种测试管材抗结垢结蜡性能的方法，通过耐蚀离心泵驱动试验介质池中的液态试验介质流经试验管段，通过对流量、流速和温度的控制实现对管材现场输送介质情况的模拟，经过一定的试验时间后通过观测试验管段的质量、壁厚及内表面形貌变化，对所测试验管段的抗结垢结蜡性能进行评定。