用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，它包括內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置的箱體、容置于箱體內(nèi)的第一容器和第二容器、以及用于觀測污垢變化過程的觀測系統(tǒng)，利用該模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置可評價(jià)阻垢劑的阻垢率。本實(shí)用新型采用以上試驗(yàn)裝置，可以模擬石油采出液在管線內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)在循環(huán)流動(dòng)的過程中實(shí)現(xiàn)對采出液的結(jié)垢和溶垢過程全程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，可有效評價(jià)阻垢劑的阻垢率，該裝置易于實(shí)施，評價(jià)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
【專利說明】用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于石油開采【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，油氣田開發(fā)過程中，油氣藏中的流體（油、氣、水）從油氣層中流出，經(jīng)井筒、 井口到地面集輸系統(tǒng)。流體在管線里流動(dòng)的過程中，由于流體里面含有有機(jī)物、H 2S、C02、鈣 離子、鎂離子、細(xì)菌以及泥沙等雜質(zhì)，隨著管線中溫度、壓力變化或外來液體的侵入使得流 體中離子平衡被打破。這其中的鈣離子、鎂離子會與碳酸跟根離子結(jié)合生成碳酸鹽垢物。結(jié) 垢現(xiàn)象的發(fā)生，將給生產(chǎn)帶來不利影響，會使管道縮徑，流通截面積變小，進(jìn)而使得油品產(chǎn) 量降低，不能正常連續(xù)操作。如果管道結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至可能會造成停產(chǎn)，使油氣井和設(shè) 備過早報(bào)廢。因此對一定的溫度和壓力條件下對結(jié)垢過程的模擬以及對阻垢劑阻垢性能的 評價(jià)是十分必要的。
[0003] 目前國內(nèi)多采用靜態(tài)方法測試阻垢劑的阻垢率，即將石油采出液試樣與一定量的 阻垢劑在試管中混合，并將試管加熱到預(yù)設(shè)溫度，恒定一段時(shí)間后，比較加入不同阻垢劑的 試驗(yàn)的石油采出液的結(jié)垢程度。對于這種方法，雖然過程簡單，易于實(shí)施，但不能模擬實(shí)際 生產(chǎn)工藝過程中物料的流動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而評價(jià)阻垢劑的阻垢率的準(zhǔn)確性有待商榷。
[0004] 基于上述靜態(tài)測試法的缺點(diǎn)，國內(nèi)還有一些企業(yè)提出了利用動(dòng)態(tài)的方法測試阻垢 劑阻垢率的觀點(diǎn)。即模擬實(shí)際石油管線線路設(shè)計(jì)一條小型的石油流動(dòng)管線，把石油采出液 試樣放入該小型管線中，模擬實(shí)際生產(chǎn)的狀態(tài)，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，進(jìn)而加入阻垢劑，測試阻垢 劑的阻垢率。此種方法，雖然能模擬石油的動(dòng)態(tài)流動(dòng)過程，但是，模擬實(shí)際石油流動(dòng)過程的 管線線路非常長，制作這樣的線路工藝非常復(fù)雜，且對于實(shí)際結(jié)垢過程的觀測也不易實(shí)施， 結(jié)垢和溶垢過程不能可視化。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種用 于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其能夠模擬實(shí)際石油在管線中動(dòng)態(tài)流動(dòng)的過程，且可以對結(jié)垢過 程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。
[0006] 本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 本實(shí)用新型提供一種用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，它包括：內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置 的箱體、容置于所述箱體內(nèi)的第一容器和第二容器、以及用于觀測污垢變化過程的觀測系 統(tǒng)；
[0008] 所述第一容器與所述第二容器上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)第一容器內(nèi)壓力的第一壓力控 制閥和調(diào)節(jié)第二容器內(nèi)壓力的第二壓力控制閥；
[0009] 所述第一容器與所述第二容器之間設(shè)置有第一流道，所述觀測系統(tǒng)包括位于所述 第一流道上用于觀測流道內(nèi)液體的鏡頭，所述第一流道包括自所述第一容器至所述鏡頭的 第一通道以及自所述鏡頭至所述第二容器的第二通道，在所述第一通道上設(shè)置有第一閥 門，在所述第二通道上設(shè)置有第二閥門。
[0010] 其中，所述第一壓力控制閥與所述第二壓力控制閥通過活塞分別控制所述第一容 器和所述第二容器內(nèi)壓力。
[0011] 優(yōu)選地，所述用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置還包括用于向第一容器內(nèi)提供液體的流體 泵，所述流體泵與所述第一容器之間設(shè)置有第三閥門。
[0012] 優(yōu)選地，所述用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置還包括用于存儲試驗(yàn)樣品的儲槽，所述儲 槽通過第四閥門與所述第二通道連通。
[0013] 優(yōu)選地，在所述第一通道和所述第二通道上還分別設(shè)置有第五閥門和第六閥門， 在所述第一閥門與所述第五閥門之間形成第一中心點(diǎn)，在所述第二閥門與所述第六閥門之 間形成第二中心點(diǎn)；在所述第一中心點(diǎn)與所述第二中心點(diǎn)之間形成有第二流道；所述第二 流道通過第四閥門與存儲試驗(yàn)樣品的儲槽連通。
[0014] 其中，所述箱體的溫度調(diào)節(jié)裝置包括彼此連接的用來探測箱體內(nèi)溫度的感溫單 元、用于根據(jù)所述感溫單元進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制單元和用來顯示溫度參數(shù)的顯示屏。所述觀測 系統(tǒng)還包括與所述鏡頭相電連的視頻輸出系統(tǒng)。
[0015] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：利用壓力控制石油采出液，使石油采出液在管線內(nèi)循環(huán)流 動(dòng)，同時(shí)在循環(huán)流動(dòng)的過程中實(shí)現(xiàn)模擬石油結(jié)垢和溶垢過程的直觀化，可以對采出液的結(jié) 垢和溶垢過程全程實(shí)時(shí)觀測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實(shí)用新型公開的 范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實(shí)用新型的理 解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新 型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本實(shí)用新型。
[0017] 圖1顯示了本實(shí)用新型的模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置的連接示意圖；
[0018] 圖2顯示了本實(shí)用新型在不同溫度和壓力下石油采出液碳酸鈣沉積量曲線圖。
[0019] 以上附圖的附圖標(biāo)記：1、箱體；2、第一容器；3、第二容器；4、鏡頭；5、視頻輸出系 統(tǒng)；6、視頻監(jiān)視系統(tǒng)；7、第一壓力控制閥；8、第二壓力控制閥；9、第一閥門；10、第二閥門； 11、流體泵；12、第三閥門；13、儲槽；14、第四閥門；15、第五閥門；16、第六閥門。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的 細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不 能以任何方式理解成是對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想 基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0021] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，它包括內(nèi)設(shè)有溫 度調(diào)節(jié)裝置的箱體1，容置于所述箱體內(nèi)的第一容器2和第二容器3,以及用于觀測污垢變 化過程的觀測系統(tǒng)。其中，所述箱體1的溫度調(diào)節(jié)裝置包括彼此連接的用來探測箱體內(nèi)溫 度的感溫單元、用于根據(jù)所述感溫單元進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制單元和用來顯示溫度參數(shù)的顯示 屏。所述觀測系統(tǒng)包括與鏡頭4相電連的視頻輸出系統(tǒng)5。其中，鏡頭4裝在視頻監(jiān)視系 統(tǒng)6上，視頻監(jiān)視系統(tǒng)6是一種數(shù)字化的設(shè)備，其可以對整個(gè)試驗(yàn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，再利 用視頻輸出系統(tǒng)5把觀察到的信息傳輸?shù)诫娮硬倏卦O(shè)備上，使人們可以對石油采出樣的結(jié) 垢變化過程有一個(gè)清晰的認(rèn)識。
[0022] 所述第一容器2與所述第二容器3上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)第一容器2內(nèi)壓力的第一壓 力控制閥7和調(diào)節(jié)第二容器3內(nèi)壓力的第二壓力控制閥8,其中，所述第一容器2和所述第 二容器3內(nèi)分別設(shè)置有活塞，所述活塞將所述第一容器2和所述第二容器3分別分隔成第 一空間和第二空間，在所述第一空間內(nèi)存放石油液體，在所述第二空間內(nèi)存放壓力氣體，所 述第二空間與所述壓力控制閥相連通，所述壓力控制閥控制容器內(nèi)的氣體壓力，進(jìn)而控制 活塞運(yùn)動(dòng)使得液體在第一容器2與第二容器3之間循環(huán)流動(dòng)。其中優(yōu)選兩個(gè)容器的壓力差 值最大為0. IMpa。
[0023] 所述第一容器2與所述第二容器3之間設(shè)置有第一流道；所述觀測系統(tǒng)包括位于 所述第一流道上用于觀測流道內(nèi)采出液的鏡頭4 ;所述第一流道包括自所述第一容器2至 所述鏡頭4的第一通道以及自所述鏡頭4至所述第二容器3的第二通道；在所述第一通道 上設(shè)置有第一閥門9 ;在所述第二通道上設(shè)置有第二閥門10。
[0024] 優(yōu)選地，可以在該試驗(yàn)裝置上設(shè)置一臺提供石油采出液的流體泵11與所述第一 容器2連通，且在所述流體泵11與所述第一容器2之間設(shè)置有第三閥門12控制流體泵11。
[0025] 為了方便采集試驗(yàn)后的試驗(yàn)樣品，該裝置還可以設(shè)置一用于存儲試驗(yàn)樣品的儲槽 13,所述儲槽13通過第四閥門14與所述第二通道連通。需要采樣時(shí)，開啟第四閥門14,使 第一容器2和第二容器3內(nèi)的石油采出樣流至儲槽13內(nèi)，從而進(jìn)行測試。
[0026] 優(yōu)選地，在所述第一通道和所述第二通道上還分別設(shè)置有第五閥門15和第六閥 門16,在所述第一閥門9與所述第五閥門15之間形成第一中心點(diǎn)，在所述第二閥門10與所 述第六閥門16之間形成第二中心點(diǎn)；在所述第一中心點(diǎn)與所述第二中心點(diǎn)之間形成有第 二流道；所述第二流道通過第四閥門14與存儲試驗(yàn)樣品的儲槽13連通。這樣可以通過關(guān) 閉第五閥門15和第六閥門16,使石油采出液不流經(jīng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)的鏡頭4,從而實(shí)現(xiàn)對于 不同采出液試樣可以有選擇地流經(jīng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)6的鏡頭4。
[0027] 如圖1和圖2所示，為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型中各個(gè)部件的配合關(guān)系，以下介紹 該模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置操作過程如下：
[0028] 以80°C，0. 5MPa下阻垢劑阻垢性能的評價(jià)過程為例：
[0029] 首先，開啟第三閥門12以使得流體泵11內(nèi)未加入阻垢劑的采出液流進(jìn)第一容器2 內(nèi)，調(diào)節(jié)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置的箱體1，使得所述箱體1達(dá)到預(yù)設(shè)溫度80°C;開啟第一閥門9與 第二閥門10,調(diào)節(jié)第一壓力控制閥7對所述第一容器2內(nèi)壓力進(jìn)行控制，再調(diào)節(jié)第二壓力控 制閥8對所述第二容器3內(nèi)壓力進(jìn)行控制，其中兩個(gè)壓力控制閥分別通過兩個(gè)活塞控制兩 個(gè)容器內(nèi)的壓力不同，保持壓力差值最大為〇· IMpa，優(yōu)選為0· OIMpa，譬如測試0· 5MPa下的 試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以調(diào)節(jié)一個(gè)容器內(nèi)壓力為〇· 5MPa，另一個(gè)容器內(nèi)壓力為0· 49MPa或0· 51MPa。 進(jìn)而使得采出液在第一容器2與第二容器3之間循環(huán)流動(dòng)，通過觀測系統(tǒng)對所述第一容器 2與所述第二容器3之間的第一流道內(nèi)的采出液結(jié)垢過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測。
[0030] 待2-3小時(shí)后，開啟第六閥門16以使得第一容器2與第二容器3內(nèi)的采出液進(jìn)入 樣品儲槽13,對儲槽13內(nèi)的液體進(jìn)行檢測得到未加入阻垢劑時(shí)石油采出液在一定溫度和 壓力下的碳酸I丐的沉積量Ml = 248. 2mg/L。
[0031] 再在上述等量的采出液中加入500ppm的阻垢劑，開啟第三閥門12以使得流體泵 11內(nèi)加入阻垢劑的采出液流進(jìn)第一容器2內(nèi)，調(diào)節(jié)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置的箱體1，使得所述箱 體1達(dá)到預(yù)設(shè)溫度80°C ;開啟第一閥門9與第二閥門10,調(diào)節(jié)第一壓力控制閥7對所述第 一容器2內(nèi)壓力進(jìn)行控制，再調(diào)節(jié)第二壓力控制閥8對所述第二容器3內(nèi)壓力進(jìn)行控制，使 所述第一容器2與所述第二容器3內(nèi)的壓力不同，進(jìn)而使得采出液在第一容器2與第二容 器3之間循環(huán)流動(dòng)，通過觀測系統(tǒng)對所述第一容器2與所述第二容器3之間的第一流道內(nèi) 的采出液溶垢過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測；
[0032] 待2-3小時(shí)后，開啟第四閥門14以使得第一容器2與第二容器3內(nèi)的采出液進(jìn)入 樣品儲槽13,對儲槽13內(nèi)的液體進(jìn)行檢測得到加入阻垢劑時(shí)石油采出液在一定溫度和壓 力下的碳酸I丐的沉積量M2 = 24. 81mg/L ;
[0033] 阻垢率=1-M2/M1，據(jù)此得到該阻垢劑對樣品采出液的阻垢率為1-24. 81/248. 2 =90. 0%。
[0034] 同理，可以采用相同試驗(yàn)過程，計(jì)算不同溫度、壓力下的阻垢劑的阻垢率，進(jìn)而評 價(jià)其阻垢性能。
[0035] 下表給出不同溫度和壓力下未加入阻垢劑和加入阻垢劑時(shí)碳酸鈣的沉積量。
[0036] 0. IMPa
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于，它包括：內(nèi)設(shè)有溫度調(diào)節(jié)裝置的箱體、 容置于所述箱體內(nèi)的第一容器和第二容器、以及用于觀測污垢變化過程的觀測系統(tǒng)； 所述第一容器與所述第二容器上分別設(shè)置有調(diào)節(jié)第一容器內(nèi)壓力的第一壓力控制閥 和調(diào)節(jié)第二容器內(nèi)壓力的第二壓力控制閥； 所述第一容器與所述第二容器之間設(shè)置有第一流道，所述觀測系統(tǒng)包括位于所述第一 流道上用于觀測流道內(nèi)液體的鏡頭，所述第一流道包括自所述第一容器至所述鏡頭的第一 通道以及自所述鏡頭至所述第二容器的第二通道，在所述第一通道上設(shè)置有第一閥門，在 所述第二通道上設(shè)置有第二閥門。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述第一壓力控制 閥與所述第二壓力控制閥分別包括用于控制所述第一容器和所述第二容器內(nèi)壓力的活塞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述用于模擬結(jié)垢 的試驗(yàn)裝置還包括用于向第一容器內(nèi)提供液體的流體泵，所述流體泵與所述第一容器之間 設(shè)置有第三閥門。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述用于模擬結(jié)垢 的試驗(yàn)裝置還包括用于存儲試驗(yàn)樣品的儲槽，所述儲槽通過第四閥門與所述第二通道連 通。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：在所述第一通道和 所述第二通道上還分別設(shè)置有第五閥門和第六閥門，在所述第一閥門與所述第五閥門之間 形成第一中心點(diǎn)，在所述第二閥門與所述第六閥門之間形成第二中心點(diǎn)；在所述第一中心 點(diǎn)與所述第二中心點(diǎn)之間形成有第二流道；所述第二流道通過第四閥門與存儲試驗(yàn)樣品的 儲槽連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述箱體的溫度調(diào) 節(jié)裝置包括用來探測箱體內(nèi)溫度的感溫單元、用于根據(jù)所述感溫單元進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制單元 和用來顯示溫度參數(shù)的顯示屏。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于模擬結(jié)垢的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述觀測系統(tǒng)還包 括與所述鏡頭相電連的視頻輸出系統(tǒng)。
【文檔編號】G01N33/00GK204116315SQ201420588112
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】周飛, 鄭猛, 王浩, 梁凌熏, 張群, 劉晶晶, 柳燕麗, 戴倩倩, 楊豐銘 申請人:中國石油天然氣股份有限公司