[发明专利]一种采用电法监测天然气水合物生成的试验装置

说明书

本发明涉及油气钻采和集输技术领域，具体涉及一种采用电法监测天然气水合物生成的试验装置，包括水合物生成监测单元、电性质检测单元、温压检测单元、压差检测单元、数据采集单元以及数据处理单元。本发明中采用水合物生成监测单元测量某截面两电极之间的电性质参数并监测其变化规律，即通过测试探头对管道内液体的电阻和电容进行监测，并且通过电性质检测单元中的LCR电桥进行数值测量与显示；同时结合管道内温压检测单元以及压差检测单元测得的温度、压力以及压差的数值及变化规律，判断管道内是否有水合物生成。整体监测系统组装更加方便，监测结果可靠，精度较高。同时还提供了采用电法监测天然气水合物生成的方法。

技术领域

本发明涉及油气钻采和集输技术领域，具体涉及一种采用电法监测天然气水合物生成的试验装置。

背景技术

在石油和天然气工业中，天然气水合物的生成会带来严重的流动障碍以及作业安全隐患；天然气水合物是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，在石油和天然气工业中低温高压的工作环境不可避免，而低温高压的环境将极易形成水合物，固态的水合物不仅对运输生产的顺利进行造成影响，还可能会堵塞流动管道，引起仪表、设备损坏，甚至引发破损、爆炸等危险情况。特别是在深水钻采及集输领域中，由于气象、环境条件恶劣，使得系统中极其有利于水合物甚至堵塞体的形成。因此，为防止因水合物形成所造成的严重影响及安全隐患，即需要水合物监测技术对水合物的生成进行监测。

目前国内外的水合物监测预警方法主要有电导率-声速法、冰点降低法、水活度法、水含量法、组分变化法、示踪法和可视观察法等；然而上述这些方法是在已知碳氢化合物组成和沿程条件的情况下，测量管道内盐和抑制剂的浓度，然后通过综合热力学模型来确定水合物的安全裕度；但是目前都缺乏流动管路中的有效实验室或现场验证，由于流动管路中的高变化性，极易造成流动的不确定性和高误差。冰点降低法、水活度法、水含量法、组分变化法以及示踪法需取样测量，集输管道中的高压环境使得取样时阀门节流产生巨大的剪切作用，破坏流体流变性、稳定性的同时，还可能由于焦耳-汤姆逊效应的影响，加速管道中水合物的生成，造成更大的安全隐患；电导率-声速法、可视观察法在设备投资、人工成本等方面价格较高、操作上也较复杂；因此现有技术有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用电法监测天然气水合物生成的试验装置，以解决上述背景技术中存在的现有技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一方面提供了一种采用电法监测天然气水合物生成的试验装置，包括管道、用于跟踪管道内电性质变化的水合物生成监测单元、用于检测管道内电性质变化的电性质检测单元、用于检测管道内某点温度和压力变化的温压检测单元、用于检测管道内压差的压差检测单元、用于收集电性质检测单元、温压检测单元以及压差检测单元的数据采集单元以及用于处理数据采集单元的数据从而判断管道中是否有水合物在线生成的数据处理单元。

在上述技术方案基础上，所述水合物生成监测单元包括连接主体、第一测试探头以及第二测试探头，所述连接主体套设在管道上，所述第一测试探头、第二测试探头结构相同且对称设置在连接主体的两侧，所述第一测试探头与第二测试探头的测试端部极性相反，所述测试端部设置在管道的内部。

在上述技术方案基础上，所述第一测试探头包括绝缘基底、第一电极以及电导线，所述绝缘基底一端固定设置有第一电极，另一端设置有电导线，所述第一电极与电导线电连接；所述绝缘基底设置在连接主体上，所述第一电极延伸至管道内，所述电导线与电性质检测单元电连接；所述第二测试探头与第一测试探头结构相同且第二测试探头的第二电极与第一电极的极性相反。

在上述技术方案基础上，所述第一测试探头还包括密封件，所述密封件套设在绝缘基底上且压紧在绝缘基底与管道之间。

在上述技术方案基础上，所述第一电极沿管道直径方向上的调节范围为0-30％，第二电极沿管道直径方向上的调节范围为5-35％。