[发明专利]一种可形成规则球状水合物颗粒的粘附力测试装置

说明书

本发明涉及一种可形成规则球状水合物颗粒的粘附力测试装置，具有两个上下对应设置在压力釜内的水合物生成器，压力釜外设有物料箱，所述的水合物生成器包括可开闭的球壳、操纵杆及中空的探针，探针滑动设在操纵杆内，球壳可在伸出操纵杆外的探针的管体上作水平移动，在生成水合物颗粒时所述球壳呈闭合状态将探针针尖部包裹其中，水合物颗粒生成后球壳后退打开使探针针尖部外露，两个水合物生成器的探针的针尖部上下对应以测试水合物颗粒之间的粘附力。本发明通过在球壳内生成水合物颗粒，以生成同一直径的规则生成水合物球体颗粒，方便进行测量计算，且省去计算等效半径R^*这一步骤，提高了实验效率与准确率。

技术领域

本发明涉及水合物颗粒技术领域，尤其是一种可形成规则球状水合物颗粒的粘附力测试装置。

背景技术

天然气水合物通常是指由天然气中的主要成分(CH₄,C₂H₆等气体)与水在高压低温条件下形成的非化学计量笼形络合物。在水合物资源开采和油气输运过程中，管道中流体的组分包含天然气和水。在这种流动状态下，由于管道中的低温高压条件，液相中微小的气泡以及气相中凝结的水滴可能形成水合物颗粒。水合物颗粒在随流体流动过程中会发生聚集并可能附着于管壁，最终堵塞管道，造成局部压力升高、开采效率降低并导致潜在的安全问题。典型的管道内水合物堵塞形成过程由以下4个阶段构成：(1)、气泡在液相中的悬浮以及液滴在管道壁面的凝结；(2)、水合物颗粒在液相和壁面的成核及生长；(3)、水合物颗粒在流动中的聚集与沉积；(4)、沉积物体积逐渐增加，最终堵塞管道。这些颗粒的沉积将进一步导致流量截面积减小和压降增加，如果足够严重，最终将阻止流量。此外，一旦发生堵塞，补救措施，例如更换堵塞的管道和生产延迟，将造成巨大的经济损失。在上述过程中，导致水合物发生聚集和沉积的根本原因是水合物颗粒间以及水合物颗粒与管道壁面间的粘附力。

现有测试水合物颗粒间粘合力的测试装置，一般通过在显微摄像仪下的探针上生成一粒水合物颗粒，再由另一个探针上的水合物颗粒与之粘合后分离，通过记录玻璃纤维的形变量，利用胡克定律来计算两者之间的粘附力，但现有的装置无法确保生成的水合物颗粒为等直径规则的球形颗粒，故在计算时需要用到等效直径R^*这一概念，导致运算量增加且误差较大；且传统装置在生成水合物颗粒时由外部在探针顶端滴入水滴，注入气体生成水合物颗粒，其受外部影响以及误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种可形成规则球状水合物颗粒的粘附力测试装置，其能达到可形成规则球状水合物颗粒的效果，消除外部影响因素，且可省去运算过程，更加方便快捷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可形成规则球状水合物颗粒的粘附力测试装置，具有两个上下对应设置在压力釜内的水合物生成器，压力釜外设有物料箱，所述的水合物生成器包括可开闭的球壳、操纵杆及中空的探针，所述探针滑动设在操纵杆内，物料箱与探针内腔管路连接传输物料，所述的球壳可在伸出操纵杆外的探针的管体上作水平移动，在生成水合物颗粒时所述球壳呈闭合状态将探针的针尖部包裹其中，水合物颗粒生成后球壳后退打开使探针的针尖部外露，测试时两个水合物生成器的探针的针尖部上下对应以测试水合物颗粒之间的粘附力。

具体说，所述的操纵杆前端安装有固定端头，探针管体上设有移动端头，所述的球壳由上下两个半球形壳组成，两个半球形壳通过转轴与移动端头相连，移动端头与固定端头之间连接有弹簧。

进一步地，所述的操纵杆内安装有内部数据线，内部数据线连接有外部数据线，外部数据线连接有第一计算机，所述的内部数据线与移动端头相连而驱动移动端头移动。

通过第一计算机进行控制移动端头的移动，准备生成水合物颗粒时，移动端头向探针管体前端部移动，到达预定位置后，移动端头停住，转轴转动并带动球壳闭合包裹住探针的针尖部，生成水合物颗粒后，球壳打开，固定端头收紧弹簧，将移动端头连同球壳一起拉回到原位置。