[发明专利]一种非金属管管输水动态结垢实验环道及方法

说明书

本发明公开一种非金属管管输水动态结垢实验环道及方法，用于对油田采输管线结垢特性进行模拟实验。所述环道包括储液系统I、动力系统II、流量调节系统III、压力缓冲系统IV、并联测试系统V五个部分。储液系统用于提供温度均匀、稳定的水溶液；动力系统用于为实验环道提供动力；流量调节系统用于调节进入测试管段水溶液的流量；压力缓冲系统用于减小压力波动对测试管段结垢的影响；并联测试管段用于测量不同管材结垢量随时间的变化。本发明也提供了使用所述环道进行实验测试的方法，可测量不同管材、流量、离子浓度、温度等条件下结垢量随时间的变化，为油田现场结垢防治提供依据，并可用于研制及评价新型阻垢剂。

技术领域

本发明涉及油田地面工程技术领域，具体涉及一种非金属管管输水动态结垢实验环道及其使用方法。

背景技术

随着国内油田进行注水开发，油田集输管路中含水率增加，且采出水矿化度高，致使管输系统结垢问题日趋显著。管道结垢给集输系统的安全运行带来了隐患：1、使管路有效直径减小，流动阻力增大，管输能力降低；2、使加热设备效率降低、管路热损失增大；3、引起垢下腐蚀、细菌腐蚀，减少管道寿命；4、引起清管球卡堵。总之，集输系统结垢严重影响管道的安全可靠运行。

目前，结垢特性多通过静态实验、反应釜实验、挂片实验进行预测，其中静态实验主要依据静态实验数据及经验公式，与现场生产过程偏差较大，不能准确预测污垢的形成及生长；反应釜实验虽可采用搅拌器模拟流动，但釜内环向流动无法模拟实际管路内的径向流动；挂片实验过程中取拿挂片试样对温度场影响较大，测试数据意义不大。另外，已有的有传热面的动态污垢监测装置侧重于循环水换热设备的结垢研究，且大多使用不锈钢等金属材质作为测试对象，而管材不同，结垢形态差别很大，因而无法指导非金属管(玻璃钢管、PE 管等)集输系统在实际生产过程中管输水的动态结垢特性。

发明内容

为克服现有装置及方法的不足，本发明提供了一种具备数据采集功能的非金属管管输水动态结垢实验环道及方法。

本发明采取以下技术方案实现：

所述非金属管管输水动态结垢实验环道包括储液系统、动力系统、流量调节系统、压力缓冲系统、并联测试系统五个部分。五个部分通过保温的PE管连接在一起，形成循环回路。

储液系统包括储液罐、加热系统、温度控制系统以及搅拌叶片、电动机、保温层及顶盖；所述储液罐为立式容器，上部为圆柱形，下部为圆锥形；所述圆柱形的侧面靠近下端位置设有一个出口，靠近上端位置设有两个入口；所述出口与所述动力系统相连,用于为实验环道提供流动介质；所述其中一个入口与所述出口截面平行，与所述流量调节系统相连，用于接收调节流量时回流的介质进入所述储液罐；所述另一个入口与所述出口截面垂直，与所述并联测试系统相连，用于接收测试系统中流动介质流回所述储液罐；所述圆锥形的下部开孔与阀门相连，用于放空所述实验环道内的所述水溶液；所述加热系统为所述储液罐内介质提供热量；所述温度控制系统用于保证所述储液罐内介质温度稳定；所述搅拌叶片由所述电动机驱动，用于保证所述储液罐内介质温度均匀，并防止所述水溶液中离子结晶析出；所述保温层为聚氨酯泡沫材质，用于为所述储液罐内介质保温；所述顶盖为中间开孔的圆形盖板，所述搅拌叶片通过所述顶盖开孔进入所述储液罐介质中。

动力系统包括过滤器、塑料离心泵、压力表、止回阀和控制阀；所述过滤器设置在所述塑料离心泵入口之前；所述塑料离心泵的出口设置有所述压力表；所述止回阀设置在所述压力表之后，用于防止所述实验环道内介质回流而引起离心泵倒转；所述控制阀设置在所述止回阀之后。

流量调节系统由第一流量调节阀、回流管路控制阀、第二流量调节阀组成；所述第一流量调节阀设置于所述动力系统后，用于调节所述实验环道内介质的流量；所述回流管路控制阀设置于回流管路上，用于将多余的所述水溶液回流至所述储液罐；所述第二流量调节阀设置于与所述并联测试管段并联的所述PE 连接管路上，用于调节进入所述并联测试管段的介质流量。