一种管道缓蚀剂注入装置

本发明涉及缓蚀剂注入设备，尤其是涉及一种管道缓蚀剂注入装置。

背景技术：

1、1859年，美国人德雷克在宾夕法尼亚州钻成第一口具有现代意义的油井——德雷克井，标志着近代石油工业的开始。伴随着近代石油工业的开始，油、气管道的应用在输油输气方式占比中不断增大并占据主要地位，管道材料以金属材料为主。而腐蚀，是管道输送永远避不开的重大问题，据估计，我国每年腐蚀总成本为100亿美元。这不仅浪费国家资源而且还会因管道腐蚀导致油、气泄漏而酿成火灾和爆炸事故，直接威胁着人们的生命安全。缓蚀剂已成为抑制天然气输送管道内腐蚀的主要方法之一，而缓蚀剂有效注入管道对于缓蚀剂抑制管道内腐蚀的效率起到十分关键的作用。然而，目前在石油天然气工业中，天然气输送管道的缓蚀剂高效低成本注入方式还较为欠缺、缓蚀剂分散不充分、成膜不均匀的问题普遍存在，在管道上难以形成完整有效的保护膜。传统的清管器缓蚀剂注入系统结构复杂，缓蚀剂注入时间较长，运行成本较高，且不适用于不能发送接收清管器的小口径天然气集输管线或集气、输气站站内管线。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中，缓蚀剂注入时间较长，运行成本较高，且不适用于不能发送接收清管器的小口径天然气集输管线或集气、输气站站内管线的问题，提供一种管道缓蚀剂注入装置。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管道缓蚀剂注入装置，包括氮气输送单元、缓蚀剂输送单元以及注入单元，氮气输送单元的输出端和注入单元的输入端连接，缓蚀剂输送单元的输出端和注入单元的输入端连接；

3、注入单元包括雾化喷头、雾化流体输送管路以及旋流生成组件，雾化喷头的一个输入端和氮气输送单元的输出端连接，雾化喷头的另一个输入端和缓蚀剂输送单元的输出端连接，雾化喷头的输出端和雾化流体输送管路的输入端连接，雾化流体输送管路的输出端和旋流生成组件的输入端连接，

4、旋流生成组件包括输送管道、外壳体以及布置在外壳体内的内壳体，旋流生成组件用于使得经过的流体形成螺旋流进入输送管道内，内壳体围绕输送管道，外壳体的一端上开设有输入口，外壳体和内壳体之间形成有外层流道，输入口和外层流道连通，内壳体和输送管道之间形成有内层流道，外层流道和内层流道之间通过连接口通道，输送管道上开设有输出口，输出口和内层流道连通，内壳体靠近输送管道一侧的壁面上布置有若干导流叶片，利用流体雾化技术将液体缓蚀剂雾化为小分子尺寸的液滴便于在气相介质中分散，同时利用旋流生成组件产生的螺旋流使气相介质中的缓蚀剂液滴以环状液膜的形式沿管道内壁做螺旋运动，促进缓蚀剂在管壁上的吸附成膜，提高缓蚀剂缓蚀效率，减少缓蚀剂用量。

5、为了解决氮气输送单元如何布置的问题，进一步包括氮气输送单元包括氮气气源、第一控制阀以及气体增压泵，氮气气源的输出端通过第一控制阀和气体增压泵的输入端连接，气体增压泵的输出端和雾化喷头的输入端连接。

6、为了解决缓蚀剂输送单元如何布置的问题，进一步包括缓蚀剂输送单元包括缓蚀剂储液罐、第二控制阀以及蠕动泵，缓蚀剂储液罐的输出端通过第二控制阀和蠕动泵的输入端连接，蠕动泵的输出端和雾化喷头的输入端连接。

7、进一步包括注入单元和输送管道的连接处为输送管道的外周壁。

8、为了解决缓蚀剂流动行程不足的问题，进一步包括输入口和输出口同侧布置，输入口和连接口异侧布置。

9、进一步包括输送管道两端安装有用于连接天然气管道的法兰。

10、进一步包括导流叶片呈螺旋状结构。

11、进一步包括内壳体的内径为d1，输送管道的外径为d2，导流叶片的长l＝4d1，导流叶片宽度a＝0.02d1，导流叶片的高h＝0.2d1，d1＝d2+h，导流叶片的叶片后缘处切线与导叶前缘延长线的夹角α＝40°，导流叶片的叶片数n＝4，导流叶片的叶片固定等分角β＝90°，导流叶片以πd1/4等间隔布置在内壳体的壁面上。

12、本发明的有益效果是：本发明提供的一种管道缓蚀剂注入装置，利用流体雾化技术将液体缓蚀剂雾化为小分子尺寸的液滴便于在气相介质中分散，同时利用旋流生成组件产生的螺旋流使气相介质中的缓蚀剂液滴以环状液膜的形式沿管道内壁做螺旋运动，促进缓蚀剂在管壁上的吸附成膜，提高缓蚀剂缓蚀效率，减少缓蚀剂用量；

13、同传统的清管器缓蚀剂注入系统相比，该缓蚀剂注入装置结构简单，注入流程简单，运行成本低，从而为石油天然气工业领域天然气输送管道内腐蚀的防治提供了一种简易高效的缓蚀剂注入方法和装置。

技术特征：

1.一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于，包括氮气输送单元(1)、缓蚀剂输送单元(2)以及注入单元(3)，所述氮气输送单元(1)的输出端和注入单元(3)的输入端连接，所述缓蚀剂输送单元(2)的输出端和注入单元(3)的输入端连接；

2.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述氮气输送单元(1)包括氮气气源(11)、第一控制阀(12)以及气体增压泵(13)，所述氮气气源(11)的输出端通过第一控制阀(12)和气体增压泵(13)的输入端连接，所述气体增压泵(13)的输出端和雾化喷头(31)的输入端连接。

3.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述缓蚀剂输送单元(2)包括缓蚀剂储液罐(21)、第二控制阀(22)以及蠕动泵(23)，所述缓蚀剂储液罐(21)的输出端通过第二控制阀(22)和蠕动泵(23)的输入端连接，所述蠕动泵(23)的输出端和雾化喷头(31)的输入端连接。

4.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述注入单元(3)和输送管道(331)的连接处为输送管道(331)的外周壁。

5.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述输入口(3321)和输出口(3311)同侧布置，所述输入口(3321)和连接口(336)异侧布置。

6.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述输送管道(331)两端安装有用于连接天然气管道的法兰(338)。

7.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述导流叶片(337)呈螺旋状结构。

8.如权利要求1所述的一种管道缓蚀剂注入装置，其特征在于：所述内壳体(333)的内径为d1，所述输送管道(331)的外径为d2，所述导流叶片(337)的长l＝4d1，所述导流叶片(337)宽度a＝0.02d1，所述导流叶片(337)的高h＝0.2d1，d1＝d2+h，所述导流叶片(337)的叶片后缘处切线与导叶前缘延长线的夹角α＝40°，所述导流叶片(337)的叶片数n＝4，所述导流叶片(337)的叶片固定等分角β＝90°，所述导流叶片(337)以πd1/4等间隔布置在内壳体(333)的壁面上。

技术总结本发明涉及缓蚀剂注入设备技术领域，尤其是涉及一种管道缓蚀剂注入装置，包括氮气输送单元、缓蚀剂输送单元以及注入单元，氮气输送单元的输出端和注入单元的输入端连接，缓蚀剂输送单元的输出端和注入单元的输入端连接；注入单元包括雾化喷头、雾化流体输送管路以及旋流生成组件，旋流生成组件包括输送管道、外壳体以及布置在外壳体内的内壳体，旋流生成组件用于使得经过的流体形成螺旋流进入输送管道内，利用流体雾化技术将液体缓蚀剂雾化为小分子尺寸的液滴便于在气相介质中分散，同时利用旋流生成组件产生的螺旋流使气相介质中的缓蚀剂液滴以环状液膜的形式沿管道内壁做螺旋运动，促进缓蚀剂在管壁上的吸附成膜，提高缓蚀剂缓蚀效率。技术研发人员：周昊,金海青,陈子恒,赵会军,陈飞,解肖倩受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18