一种模拟油管结垢的实验装置的制作方法

本实用新型属于石油开采领域，具体地说，是涉及一种模拟油管结垢的实验装置。

背景技术：

在油气开采过程中，油气藏中含有有机物、各种离子、泥沙等杂质的大量流体流出，其流动过程中在高温、高压以及注入水等的作用下离子平衡被打破，以致在管线内壁产生腐蚀结垢现象，使管道缩径，管线流量下降，油品产量降低，油井使用寿命缩短，结垢严重时甚至会导致油气井停产、报废，给生产带来极为不利的影响。真正采油过程中结垢现象发生在井下，难以观测，目前的研究设备中，也缺乏用于研究管线结垢现象机理的实验设备，因此设计一种模拟油管结垢的实验装置来了解结垢现象和特点以利于选择进一步防护措施是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种模拟油管结垢的实验装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种模拟油管结垢的实验装置，包括温控箱、计算机和用于存储石油采出液的处理罐；

所述温控箱内竖直安装两个圆柱形压力容器，且分别为第一压力容器和第二压力容器，两个压力容器内均通过活塞分为上下两部分，两个压力容器的下方均竖直安装有一个伺服电磁缸，两个伺服电磁缸的伸缩端分别穿入两个压力容器内，并分别与两个活塞连接；

所述第一压力容器的顶部开设有进液口、循环口和药品投放口，所述第二压力容器的顶部开设有循环口和药品投放口；

所述第一压力容器的循环口同时与所述第二压力容器的循环口、所述处理罐的回液口连接，所述第一压力容器与所述处理罐之间的液流管道依次设置有开关阀门、开关阀门和回液泵，所述第二压力容器的循环口依次设置有开关阀门、温度传感器、PH传感器和观察管道，所述观察管道连接于开关阀门与开关阀门之间；

所述处理罐的出液口与所述第一压力容器的进液口连接，且它们之间依次设置有送液泵和开关阀门；

所述观察管道内安装有高速摄像机，所述高速摄像机、所述温度传感器、所述PH传感器均与所述计算机通信连接。

作为本专利选择的一种技术方案，所述温控箱为热电偶温控箱。

作为本专利选择的一种技术方案，所述温控箱内水平设置有支撑板，该支撑板开设有两个放置口，两个压力容器分别放置于两个放置口内。

作为本专利选择的一种技术方案，两个压力容器均设置有支撑在所述支撑板上的环形凸起，所述环形凸起的直径大于放置口的口径。

作为本专利选择的一种技术方案，所述第一压力容器和所述第二压力容器的药品投放口均连接有位于温控箱外部的单向开关阀，两个单向开关阀的进口均朝外悬空。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可以使石油采出液来回循环流动，通过高速摄像机可以观察到循环流动过程中发生的结垢现象，通过对结垢过程的观察和结垢量的测试以及不同外界条件下的比较，为结垢机理的研究和阻垢溶垢的方法研究提供参考。

附图说明

图1为本实用新型所述模拟油管结垢的实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述第一压力容器的剖视结构示意图；

图3为本实用新型所述第二压力容器的剖视结构示意图；

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-温控箱，2-第一压力容器，3-第二压力容器，4-支撑板，5-环形凸起，6-伺服电磁缸，7-送液泵，8-处理罐，9-开关阀门，10-开关阀门，11-观察管道，12-高速摄像机，13-开关阀门，14-单向开关阀，15-单向开关阀，16-开关阀门，17-温度传感器，18-PH传感器，19-计算机，20-回液泵，21-活塞，22-进液口，23-循环口，24-药品投放口，25-活塞，26-药品投放口，27-循环口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

结合图1、图2和图3所示，本实用新型包括温控箱1、计算机19和用于存储石油采出液的处理罐8；温控箱1内竖直安装两个圆柱形压力容器，且分别为第一压力容器2和第二压力容器3，两个压力容器内均通过活塞分为上下两部分，两个压力容器的下方均竖直安装有一个伺服电磁缸6，两个伺服电磁缸6的伸缩端分别穿入两个压力容器内，并分别与两个活塞21，25连接；第一压力容器2的顶部开设有进液口22、循环口23和药品投放口24，第二压力容器3的顶部开设有循环口27和药品投放口26；第一压力容器2的循环口23同时与第二压力容器3的循环口27、处理罐8的回液口连接，第一压力容器2与处理罐8之间的液流管道依次设置有开关阀门13、开关阀门9和回液泵20，第二压力容器3的循环口依次设置有开关阀门16、温度传感器17、PH传感器18和观察管道11，观察管道11连接于开关阀门9与开关阀门13之间；处理罐8的出液口与第一压力容器2的进液口连接，且它们之间依次设置有送液泵7和开关阀门10；观察管道11内安装有高速摄像机12，高速摄像机12、温度传感器17、PH传感器18均与计算机19通信连接。

在本专利中，温控箱1为热电偶温控箱。温控箱1内水平设置有支撑板4，该支撑板4开设有两个放置口，两个压力容器分别放置于两个放置口内，第一压力容器和第二压力容器均设置有支撑在支撑板4上的环形凸起5，环形凸起5的直径大于放置口的口径，该容器安装结构操作方便，由上至下直接放置便可。

作为本专利选择的一种技术方案，第一压力容器2和第二压力容器3的药品投放口均连接有位于温控箱1外部的单向开关阀14,15，两个单向开关阀的进口均朝外悬空。单向开关阀的设计能够防止压力容器中的石油采出液从药品投放口漏出。

本实用新型的工作原理如下：

温控箱1内的温度可以根据需要随时调节，便于测试不同温度情况下的结垢现象。通过药品投放口可以向两个压力容器中投入药品，用于改变石油开采液的PH值，以测试在不同PH值时的结垢现象。高速摄像机12用于获取观察管道11内的结构图像，并传输至计算机19；PH传感器用于检测液流管道中石油开采液的PH值并传输至计算机19；温度传感器用于检测液流管道中石油开采液的温度并传输至计算机19。

温控箱1调节至合适温度后，打开开关阀门10使石油采出液从送液泵7流入到第一压力容器2中，打开开关阀门13和16，通过两个伺服电磁缸改变两容器中活塞中的位置，从而改变两容器的压力，两压力容器应存在一定的压力差，且连续正负变化，以实现石油采出液在两压力容器之间循环流动，与此同时高速摄像机12拍下了整个过程并将信息传输到计算机19，PH值和温度也通过传感器显示在计算机19上，从而使人们对结垢现象及垢样变化过程有更清晰地认识，有利于结垢机理的研究。约3小时左右后打开开关阀门9，启动回液泵20，使得两压力容器中的石油采出液回流至处理罐8中，对处理罐8中石油开采液进行结垢量测试。测试完毕后的石油采出液还可以通过处理罐8的处理后继续流入至流入送液泵7中，节省资源且方便继续进行实验。

上述为一组完整实验过程，另外可以通过温控箱1改变温度，或通过向两压力容器中添加药品试剂改变PH，或改变石油采出液在两压力容器中的流动时间进行多组对照实验，比较不同外界条件下的结垢过程和结垢量，以更深一步地认识研究结垢机理，从在实际应用中尽量减少结垢现象，并根据机理研发合适的阻垢剂或溶垢剂。

按照上述实施方式，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。