本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置及其使用方法，特別是關(guān)于一種海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的結(jié)垢預(yù)測技術(shù)只可以預(yù)測能否結(jié)垢，而且其中一部分結(jié)垢預(yù)測裝置及預(yù)測方法只能夠預(yù)測特定條件下有多少垢析出。另外，由于現(xiàn)有結(jié)垢預(yù)測技術(shù)中很多參數(shù)不宜獲得，因此無法準(zhǔn)確預(yù)測海底管道結(jié)垢動態(tài)。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，通常需要預(yù)測某種水質(zhì)在特定運(yùn)行條件下沉積到海底管道上的垢的量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置及其使用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對海底管道結(jié)垢的動態(tài)監(jiān)測，進(jìn)而獲得海底管道上的結(jié)垢速率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：它包括用于盛放實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的箱體和用于盛放液體的控溫槽；在所述箱體的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有第一夾層，在所述箱體的外壁上通過第一進(jìn)液管路和第一出液管路的末端共同連接第一控溫裝置，在所述箱體的內(nèi)壁上通過管路連接泵，所述泵通過管路連接用于模擬海底管道的管體的一端，所述管體放置在所述控溫槽的內(nèi)部，所述管體的另一端通過管路與所述箱體的內(nèi)壁連接；所述控溫槽的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有第二夾層，在所述控溫槽的外壁上通過第二進(jìn)液管路和第二出液管路的末端共同連接第二控溫裝置。

在位于所述箱體與所述泵之間的所述管路上設(shè)置有控制閥；在位于所述泵與所述管體之間的所述管路上設(shè)置有流量計(jì)。

位于所述箱體與所述泵之間的所述管路的進(jìn)液端設(shè)置在所述箱體的底部；位于所述箱體與所述管體之間的所述管路的出液端設(shè)置在所述箱體的頂部。

所述第一進(jìn)液管路和所述第一出液管路的始端設(shè)置在所述箱體不同側(cè)的側(cè)壁上；所述第二進(jìn)液管路和所述第二出液管路的始端設(shè)置在所述控溫槽不同側(cè)的側(cè)壁上；所述第一進(jìn)液管路和第二進(jìn)液管路的始端位于所述箱體和所述控溫槽的上部，所述第一出液管路和第二出液管路的始端位于所述箱體和所述控溫槽的下部。

一種海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法，其包括以下步驟：1)開啟兩控溫裝置分別將箱體夾層內(nèi)的液體和控溫槽夾層內(nèi)的液體加熱到指定溫度，使箱體內(nèi)液體和管體管壁的溫度達(dá)到特定值；2)將一定量的分析純試劑添加至箱體的內(nèi)部形成實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，并控制箱體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的濃度和PH值；3)開啟泵，使箱體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過管路進(jìn)入管體后繼而進(jìn)入箱體的內(nèi)部，并循環(huán)持續(xù)一定時(shí)間；4)取出管體后，將結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置放置在管體內(nèi)以除去管體內(nèi)的垢，記錄垢的質(zhì)量和除垢所用的力，并計(jì)算結(jié)垢沉積速率。

在所述步驟1)中，每間隔30～50分鐘對箱體內(nèi)的液體進(jìn)行更新。

在所述步驟2)中，分析純試劑為氯化鎂、氯化鈣、碳酸氫鈉中的一種或多種的混合物，以確定箱體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的不同濃度值和PH值。

在所述步驟3)中，循環(huán)持續(xù)的時(shí)間為5、15或25小時(shí)。

在所述步驟4)中，結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置包括一桿體，在桿體的一端設(shè)置有拉力計(jì)，在桿體的另一端穿設(shè)橡膠清管器；橡膠清管器的外壁與管體內(nèi)壁結(jié)垢的位置摩擦接觸。

在所述步驟1)中箱體的內(nèi)部加入防垢劑。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)置了箱體，在箱體的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有夾層，在箱體的外壁上通過進(jìn)液管路和出液管路的末端共同連接控溫裝置，通過熱傳遞的作用，能夠穩(wěn)定地控制箱體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的溫度，以便于監(jiān)測管體管壁結(jié)垢的動態(tài)，可控性好。2、本發(fā)明設(shè)置了控溫槽，在控溫槽內(nèi)放置有管體，在控溫槽的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有夾層，在控溫槽的外壁上通過另一進(jìn)液管路和另一出液管路的末端共同連接另一控溫裝置，通過熱傳遞的作用，能夠穩(wěn)定地控制管體管壁的溫度，以便于監(jiān)測管體管壁結(jié)垢的動態(tài)，可控性好。3、本發(fā)明在位于箱體與泵之間的管路上設(shè)置有一控制閥，能夠用于調(diào)節(jié)該管路內(nèi)液體的流速，通過流速的改變，能夠?qū)荏w管壁上垢進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。4、本發(fā)明在位于泵與管體之間的管路上設(shè)置有一流量計(jì)，能夠用于檢測該管路內(nèi)液體的流量。5、本發(fā)明方法在箱體的內(nèi)部加入定量的分析純試劑，并利用不同離子或不同離子摻混情況下的結(jié)構(gòu)規(guī)律，利用箱體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的不同濃度、不同PH值，能夠?qū)荏w管壁上的結(jié)垢動態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。6、本發(fā)明方法利用結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置放置在管體內(nèi)以除去管體內(nèi)的垢，可以準(zhǔn)確地計(jì)算垢的質(zhì)量和除垢所用的力，從而能夠快速地計(jì)算結(jié)垢沉積速率。7、本發(fā)明在箱體內(nèi)加入防垢劑，在相同時(shí)間周期內(nèi)測量垢量、除垢所用的力和結(jié)垢沉積速率，從而能夠快速地監(jiān)測防垢劑對管體管壁上的結(jié)垢動態(tài)的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明的海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置，它包括一用于盛放實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的箱體1和一用于盛放液體的控溫槽2。在箱體1的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有一夾層3，以形成液體用環(huán)形通道。在箱體1的外壁上通過一進(jìn)液管路和一出液管路的末端共同連接一控溫裝置4，能夠調(diào)節(jié)夾層3中液體的溫度，通過熱傳遞進(jìn)而控制箱體1內(nèi)部實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的溫度。在箱體1的內(nèi)壁上通過一管路連接一泵5，泵5通過一管路連接一用于模擬海底管道的管體6的一端，管體6放置在控溫槽2的內(nèi)部。管體6的另一端通過一管路與箱體1的內(nèi)壁連接?？販夭?的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有一夾層7，在控溫槽2的外壁上通過第二進(jìn)液管路和第二出液管路的末端共同連接一控溫裝置4，能夠調(diào)節(jié)夾層7中液體的溫度，通過熱傳遞進(jìn)而控制控溫槽2內(nèi)部的液體溫度，從而實(shí)現(xiàn)管體6側(cè)壁的溫度穩(wěn)定。

上述實(shí)施例中，在位于箱體1與泵5之間的管路上設(shè)置有一控制閥8，用于調(diào)節(jié)該管路內(nèi)液體的流速。

上述實(shí)施例中，在位于泵5與管體6之間的管路上設(shè)置有一流量計(jì)9，用于檢測該管路內(nèi)液體的流量。

上述實(shí)施例中，位于箱體1與泵5之間的管路的進(jìn)液端設(shè)置在箱體1的底部。

上述實(shí)施例中，位于箱體1與管體6之間的管路的出液端設(shè)置在箱體1的頂部。

上述實(shí)施例中，兩進(jìn)液管路和兩出液管路的始端設(shè)置在箱體1和控溫槽2的不同側(cè)側(cè)壁上。其中，兩進(jìn)液管路的始端位于箱體1和控溫槽2的上部，兩出液管路的始端位于箱體1和控溫槽2的下部，以便于控溫裝置4內(nèi)的液體在環(huán)形通道3中循環(huán)流動。

上述實(shí)施例中，泵5為磁力驅(qū)動循環(huán)泵。

上述實(shí)施例中，箱體1可以為水槽或罐體。

上述實(shí)施例中，兩控溫裝置4均為控溫儀。

上述實(shí)施例中，管體6可以為U形管或直管。

上述實(shí)施例中，箱體1可以設(shè)置成圓柱形。

本發(fā)明的海底管道結(jié)垢動態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法，其包括以下步驟：

1)開啟兩控溫裝置4將箱體1夾層3內(nèi)的液體和控溫槽2夾層7內(nèi)的液體加熱到指定溫度，在熱傳遞的作用下，使箱體1內(nèi)的液體和控溫槽2內(nèi)管體6管壁的溫度達(dá)到特定值；

2)將一定量的分析純試劑添加至箱體1的內(nèi)部形成實(shí)驗(yàn)介質(zhì)(箱體1內(nèi)的液體和分析純試劑)，并控制箱體1內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的濃度和PH值到達(dá)指定值；

3)開啟泵5，使箱體1內(nèi)的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)通過管路進(jìn)入管體6后繼而進(jìn)入箱體1的內(nèi)部，并循環(huán)持續(xù)一定時(shí)間；

4)取出管體6后，將結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置10放置在管體6內(nèi)以除去管體6內(nèi)的垢(如圖2所示)，記錄垢的質(zhì)量和除垢所用的力，并計(jì)算結(jié)垢沉積速率。

上述實(shí)施例中，在步驟1)中，可以每隔30～50分鐘對箱體1內(nèi)的液體進(jìn)行更新。

上述實(shí)施例中，在步驟2)中，分析純試劑可以為MgCl₂(氯化鎂)、CaCl₂(氯化鈣)、NaHCO₃(碳酸氫鈉)中的一種或多種的混合物；以確定箱體內(nèi)實(shí)驗(yàn)介質(zhì)的不同濃度值和PH值。

上述實(shí)施例中，在步驟3)中，循環(huán)持續(xù)的時(shí)間可以為5、15或25小時(shí)。

上述實(shí)施例中，在步驟4)中，結(jié)垢強(qiáng)度測量裝置10包括桿體101，在桿體101的一端設(shè)置有拉力計(jì)102，在桿體101的另一端穿設(shè)橡膠清管器103。首先將管體6固定，然后將橡膠清管器103伸入至管體6的內(nèi)部，橡膠清管器103的外壁與管體6內(nèi)壁結(jié)垢的位置摩擦接觸，手握拉力計(jì)102，實(shí)現(xiàn)橡膠清管器103在管體6的內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動，從而去除管體6管壁上的垢。

上述實(shí)施例中，在步驟1)中箱體1的內(nèi)部加入防垢劑，并重復(fù)步驟2)～4)；在相同的時(shí)間周期內(nèi)觀察加入防垢劑后垢的質(zhì)量和除垢所用的力以及結(jié)垢沉積速率與加入防垢劑前的區(qū)別。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。