一种海底管道电伴热带伴热性能模拟测试装置及方法与流程

技术特征：
1.一种海底管道电伴热带伴热性能模拟测试装置，其特征在于，包括：压力舱，与外部控温设备连接，以控制所述压力舱内部介质的温度；管道试件，设置在所述压力舱内，用于进行热力学测试；电伴热带，设置在所述管道试件上进行伴热；测温模块，设置在所述管道试件和所述压力舱内，将检测到的温度信息传输至外部设备；第一测试管路，通过所述管道试件与所述压力舱连接，进行正常输送状态工况模拟；第二测试管路，通过所述管道试件与所述压力舱连接，进行停输伴热状态工况模拟。2.如权利要求1所述测试装置，其特征在于，所述压力舱包括：底座；舱体，设置在所述底座上；第一法兰盘，分别设置在所述舱体的两端，将所述舱体密封；位于所述第一法兰盘的中心位置处设置有开孔，所述管道试件通过该开孔穿设在所述舱体内，所述开孔与所述管道试件之间为密封处理，且所述管道试件的两端延伸至所述舱体外部形成延伸部；进水接管，设置在所述舱体一端的所述第一法兰盘上；排水接管，设置在所述舱体的底部一侧；通过所述进水接管和所述排水接管调节所述舱体内的水位。3.如权利要求2所述测试装置，其特征在于，所述压力舱还包括安全阀和压力表，所述安全阀和压力表均设置在所述舱体上。4.如权利要求2所述测试装置，其特征在于，所述管道试件包括由内到外依次设置的内管、保温层和外管；所述管道试件的延伸部分别通过第二法兰盘与三通阀连接；每个所述三通阀的水平端口部设置有法兰盖，垂直端口部用于与所述第一测试管路、所述第二测试管路连接。5.如权利要求4所述测试装置，其特征在于，所述测温模块包括：加热电缆槽，设置在所述内管上，所述电伴热带设置在所述加热电缆槽中，可连续地调节功率；测温光纤，间隔设置在所述内管外壁上，用于测量所述内管表面的温度；热电偶，设置在预先设置在所述内管内的钢套管内，所述热电偶的测温探头直接与油体接触，用于直接测试所述管道试件内输送油体的温度；热流计，间隔嵌置于所述保温层的外表面上，用于测量此处热量；以及电源，与所述电伴热带、所述测温光纤、所述热电偶和所述热流计连接，为各部件供电。6.如权利要求1所述测试装置，其特征在于，所述第一测试管路包括：储油罐，用于储存和供给油体；第一阀门，其一端经管线与所述储油罐连接；螺杆泵，输入端经所述管线与所述第一阀门的另一端连接；第二阀门，其一端经所述管线与所述螺杆泵的输出端连接，另一端经管线与所述管道试件的一端上的三通阀连接；第三阀门，其一端经所述管线与所述管道试件的另一端上的三通阀连接；
以及第四阀门，其一端经所述管线与所述第三阀门的另一端连接，所述第四阀门的另一端经所述管线与所述储油罐连接。7.如权利要求6所述测试装置，其特征在于，所述第三阀门与所述管道试件的另一端上的三通阀之间的所述管线上并联有放空阀门，用于进行放空或取样。8.如权利要求6所述测试装置，其特征在于，所述第二测试管路包括：所述螺杆泵；储水罐，用于储存和供给水，并能清洗所述管线；第五阀门，其一端经所述管线与所述储水罐连接，另一端经所述管线与所述螺杆泵的输入端连接；第六阀门，其一端经所述管线与所述螺杆泵的输出端连接；第七阀门，其一端经所述管线与所述第六阀门的另一端连接；第八阀门，其一端经所述管线与所述第七阀门的另一端连接，所述第八阀门的另一端经所述管线与所述储水罐连接；以及离心泵，其一端经所述管线与所述储水罐连接，所述离心泵的另一端与所述储油罐连接。9.如权利要求8所述测试装置，其特征在于，所述测试装置用于模拟解堵状态工况，包括：关闭所有阀门；将管道试件内的油温冷却，通过调节电缆伴热功率，测试油流温度场随时间的变化，当油温超过预先设定值时实验停止，完成解堵状态工况测试。10.一种海底管道电伴热带伴热性能模拟测试方法，其特征在于，该方法基于如权利要求1至9任一项所述装置实现，包括正常输送测试、停输伴热测试和解堵测试；正常输送测试时，包括：关闭所有阀门并打开油罐底部加热；打开第一阀门，开启螺杆泵，等待预先设定时间后开第二阀门；打开第三阀门、第四阀门；调节螺杆泵以调节流量，同时调节电缆功率以及压力舱水温；运行预先设定时间后测试件达到热平衡状态后记录数据；停输伴热测试时，包括：打开水罐底部加热，在正常输送条件下关闭第二阀门、第三阀门、第一阀门、第四阀门，同时打开第五阀门，等待预先设定时间后开第六阀门；打开第七阀门、第八阀门；通过调节电缆伴热功率，记录油流温度场随时间的变化，当油温超过预先设定值时实验停止；静置后用离心泵将油从水罐中抽回油罐；解堵测试时，包括：关闭所有阀门；在测试件油温充分冷却条件下，通过调节电缆伴热功率，测试油流温度场随时间的变化，当油温超过预先设定值时实验停止，完成解堵状态工况测试。

技术总结
本发明涉及一种海底管道电伴热带伴热性能模拟测试装置及方法，其包括：压力舱，与外部控温设备连接，以控制所述压力舱内部介质的温度；管道试件，设置在所述压力舱内，用于进行热力学测试；电伴热带，设置在所述管道试件上进行伴热；测温模块，设置在所述管道试件和所述压力舱内，将检测到的温度信息传输至所述外部设备；第一测试管路，通过所述管道试件与所述压力舱连接，进行正常输送状态工况模拟；第二测试管路，通过所述管道试件与所述压力舱连接，进行停输伴热状态工况模拟；此外还能进行解堵工况模拟。本发明能对电伴热带伴热装置在水中多种工况下运行时各项性能进行全面的测试。本发明可以广泛在石油化工技术领域中应用。用。用。


技术研发人员：张明 石云 常永朕 杨加栋 平朝春 吴文通 王艳红 张晓灵 郑晓鹏 杜宝银 尚超 相政乐 王海燕 孔瑞林 陈国龙 杨旭
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司北京研究中心
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2021/11/8