仪表最新专利：一种动态结垢测试仪及其测试方法
创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种动态结垢测试仪及其测试方法。该专利由长江大学申请，并于2016年11月23日获得授权公告。
内容说明
本发明涉及一种动态结垢测试仪及其测试方法，属水垢测试设备及测试方法技术领域。
发明背景
结垢是油田生产过程中经常碰到的极具破坏性的问题。结垢会造成设备磨损、管道阻流、垢蚀，导致油田生产能力降低，阻滞油气集输。国内外对结垢机理展开了深入的研究，结垢是一个动态的过程，从溶液中析出的物质必须通过对流和扩散才能到达壁面形成不断增厚的结垢层，因此结垢过程受流动影响是最大的。结垢流体的流型不同，结垢的位置和结垢量就不同，流体流动中的结垢与静态结垢存在很大的差异。
如专利号为CN101270660A，名称为“一种动态结垢仪”的专利申请公布了一种结构，其设置有传感器，可直接探测结垢离子的变化趋势。但是其缺点在于如果溶液中含有多种结垢离子，传感器就会受到离子间的干扰，就不能准确测试出结垢离子的变化趋势，更不能反映出具体结垢位置。
又如专利号为CN200620124368，名称为“一种水结垢在线检测装置”的专利申请也公布了一种结构，用于测量结垢厚度增长对于结垢温差变化的反馈。但是由于流体结垢是动态过程，不同流体结垢厚度的增长速度是不同的，对于结垢温差
再比如专利号为CN200620124368，名称为“防垢性能评价试验装置”的专利申请也公布了一种结构，，采用有机玻璃材质，可同时进行加药与不加药的防垢性能评价试验装置，可直接观察监测管内部结垢情况。但化工厂冷却循环系统和油田采出水系统管道都为钢管，与普通有机玻璃管内结垢状况不一样，冷却循环系统和油田采出水系统中溶液矿化度较高，对钢管有一定程度的腐蚀，腐蚀面易产生结垢体堆积，金属腐蚀产物本身可使壁面造成垢层，例如有氧化铁垢、磷酸盐铁垢和硅酸盐铁垢等，这些物质的溶度积十分小，可随流体流动沉积在一起形成新的垢体。
上述的已有专利申请可以看出，现有技术均是动态结垢实验装置，但是都没有考虑流动流体的流型对结垢的影响，既不能准确测试出结垢量，也不能描述流动过程及流动形态。由于管道内有结垢产生后，管道内的流体就会有返混不均匀的情况，这样结垢流体在管道内就存在停留时间分布，流体在管道内停留时间越长，结垢几率就越大，结垢量就越多；所以，要准确考察动态结垢就必须要考虑流体流动状况。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种可在流体流动过程中测试结垢流体的流动状况及具体结垢位置，准确描述流体结垢过程，分体组装，便于安装、使用、维护和改造；解决现有技术仅能探测结垢变化趋势，不能反映结垢流体的流动状况及具体结垢位置，给实验研究结垢机理造成影响问题的动态结垢测试仪及其测试方法。
本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：一种动态结垢测试仪，它包括水槽、离心泵、转子流量计、三通阀门、阀门、荧光分光光度计、量筒、废水回收池，其特征在于：第一离心泵的左边通过第一阀门连接有第一水槽, 第一离心泵的右边通过第二阀门与三通阀门的一个接口连接，第一离心泵右边的管道上安装有转子流量计；第二离心泵的左边通过第三阀门连接有第二水槽, 第二离心泵的右边通过第四阀门与三通阀门的另一个接口连接；第二离心泵右边的管道上也安装有转子流量计；三通阀门的第三个接口与圆管连接，圆管的入口通过第六阀门与脉冲注入器连接，圆管的出口分两路，一路通过第五阀门与量筒对应连接，量筒与荧光分光光度计连接；圆管出口的另一路通过管道连接废水回收池；圆管的入口和出口间安装有计时器；
图为一种动态结垢测试仪的整体结构示意图
上述动态结垢测试仪的测试方法按照如下步骤进行：第一步：准备荧光示踪剂及选用氯化钙、碳酸钠配制结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液；荧光示踪剂的剂量为25mg；第二步：将配制的结垢阳离子水溶液、结垢阴离子水溶液分别放置于第一水槽、第二水槽中，打开第一阀门和第二阀门，通过第一离心泵将放置于第一水槽中的结垢阳离子水溶液，泵至三通阀门的一个接口汇入圆管中；与此同时，通过转子流量计计量结垢阳离子水溶液的流速；同理，打开第三阀门和第四阀门，通过第二离心泵将放置于第二水槽中的结垢阴离子水溶液，泵至三通阀门的另一个接口汇入圆管中；通过转子流量计计量结垢阴离子水溶液的流速；第三步：待汇入到三通阀门的流体稳定后，打开第六阀门，通过脉冲注入器注入荧光示踪剂，与此同时计时器开始计时，然后打开第五阀门，每隔15s在圆管7末端用量筒取样；第四步：荧光示踪剂的注入方式采用脉冲式注入，定常态下操作的连续流动系统的圆管入口处在t =0的瞬间输入荧光示踪剂，并同时在圆管出口处记录出口物料中荧光示踪剂的质量浓度C (t )；第五步：量筒内取样液体样品经荧光分光光度计测试后，记录荧光示踪剂浓度，根据荧光示踪剂浓度测试管内结垢流体流动的状况，计算出结垢流体的停留时间分布和分散状况，及管内结垢量。
本发明与现有技术相比的有益效果在于，该动态结垢测试仪及其测试方法采用荧光示踪剂，成垢阴、阳离子溶液，通过本发明的五步操作方法实现记录结垢流体在管内的流动状况，计算结垢流体的停留时间分布和分散状况；可在流体流动过程中测试结垢流体的流动状况及具体结垢位置，即测试流动液体在管内发生沉淀、结晶、化学反应等成垢机理；准确描述出流体结垢的过程。该动态结垢测试仪可分体组装，安装方便，使用、维护和改造简单；很好地解决了现有技术仅能探测结垢的变化趋势，不能反映结垢流体的流动状况及具体结垢位置，给实验研究结垢机理造成影响的问题。
如需进一步了解，请下载该专利完整说明书。
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