本發明涉及水合物顆粒檢測與清堵,尤其涉及一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置。
背景技術:
1、在天然氣開采及運輸過程中,在遇到高壓低溫的情況時,管道內輸送的氣體(ch4、c2h6等氣體)會和氣相的水滴形成一種非化學計量籠型絡合物,即水合物。這些水合物顆粒會隨著管道內流體的流動而發生聚集,形成水合物團簇,最終導致管道內部的堵塞,進而引發造成局部壓力驟增,這樣一來就會產生潛在的安全問題,并直接影響天然氣井的開采效率和管道的輸送效率。水合物從形成到堵塞主要原因包括水合物顆粒聚集、形成水合物床層、水合物沿壁面生長沉積等,在天然氣長輸過程中,因地形起伏導致凹處管線積液、形成局部節流,加劇了天然氣水合物的形成,易在地面集輸管線的管道低洼處、管線轉彎處、閥門、和三通等處發生堵塞,導致天然氣輸送管道產生嚴重的經濟負擔和安全隱患。針對上述水合物產生堵塞造成的危害,可歸結于小的水合物顆粒在數量和粒徑達到一定程度后,開始快速聚集成團,堵塞管道。
2、現有的管道內水合物檢測通常是利用壓力和溫度傳感器來預測該管段處可能有水合物的形成,從而進行進一步的清堵和預防措施,但此方法無法確定水合物生成的具體情況,即水合物在管道內的分布情況、顆粒數量和粒徑等,也不能準確的判斷是否為水合物所造成的管道堵塞,這樣就會導致在處理這些水合物時不夠精確,無法根據水合物顆粒的具體數量和粒徑來精確判斷是否會產生水合物堵塞,為此,提出一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了解決現有技術中的問題,而提出的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置。
2、一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,包括保護套、殼體一和殼體二,所述保護套安裝在殼體一的一側,所述保護套內安裝有電機和定位機構,所述殼體一的兩端轉動連接有轉軸,所述轉軸一端與電機的輸出軸同軸連接,所述轉軸上連接有葉輪,所述轉軸遠離電機的一端連接有傳動機構,所述殼體二一端設置有管壁清理機構,所述管壁清理機構與傳動機構相連接,所述殼體二內設置有檢測機構用于對水合物顆粒和數量進行檢測。
3、優選地,所述傳動機構包括連接軸、兩個軛架、樞軸和軸頸,兩個所述軛架設置在連接軸的中間,兩個所述軛架分別連接有樞軸和軸頸,所述樞軸和軸頸轉動連接,所述連接軸一端與轉軸同軸連接,所述連接軸另一端與管壁清理機構相連接。
4、優選地,所述管壁清理機構包括支架和轉動環,所述轉動環與殼體二的外壁通過軸承轉動連接,所述支架與轉動環相連接,所述支架的中心與連接軸相連接,所述轉動環的外環面設置有尼龍材質的刷毛。
5、優選地,所述檢測機構包括底板、減震墊片、縱向pvdf壓電薄膜組、信號放大過濾器、信號采集器、橫向pvdf壓電薄膜組、減震環和環形頂板,所述底板、減震墊片、縱向pvdf壓電薄膜組、信號放大過濾器、信號采集器、橫向pvdf壓電薄膜組、減震環和環形頂板依次堆疊放置,所述環形頂板與底板上開設有對齊通孔,且通過螺栓和螺母相連接,所述底板上的外側設置有連接件與殼體二相連接,所述底板背面安裝有微型攝像頭。
6、優選地,所述定位機構包括連接架和碰撞傳感器,所述保護套前端分為兩個部分并通過連接架相連接,每個所述連接架上設置有彈簧,所述碰撞傳感器安裝在保護套上且位于兩個部分的間隙中,所述碰撞傳感器通過導線與檢測機構以及微型攝像頭電連接。
7、優選地,所述縱向pvdf壓電薄膜組與橫向pvdf壓電薄膜組中的傳感單元條間隔5mm,所述底板和環形頂板均采用304不銹鋼材料,且表面進行噴塑絕緣處理,所述減震墊片和減震環均采用硅橡膠材料制成。
8、優選地,所述殼體一的兩端均開設有多個貫通口,所述殼體一和殼體二均為圓柱型結構,所述殼體一和殼體二均采用304不銹鋼材料制成。
9、與現有的技術相比,本發明優點在于:
10、本發明裝置可以在水合物堵塞和水合物顆粒懸浮分散兩種情況下,較為精確完成直管與彎管處水合物顆粒數量與粒徑的檢測,記錄管道內的水合物分布情況,以針對水合物含量對該管段進行水合物抑制防堵,同時為管道堵塞原因進行可視化、定位化分析和維修維護提供了基礎,對管道內水合物檢測與指導水合物清除防堵有著重要的實用價值。
1.一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:包括保護套(1)、殼體一(3)和殼體二(8),所述保護套(1)安裝在殼體一(3)的一側,所述保護套(1)內安裝有電機(2)和定位機構(9),所述殼體一(3)的兩端轉動連接有轉軸(4),所述轉軸(4)一端與電機(2)的輸出軸同軸連接,所述轉軸(4)上連接有葉輪(41),所述轉軸(4)遠離電機(2)的一端連接有傳動機構(5),所述殼體二(8)一端設置有管壁清理機構(6),所述管壁清理機構(6)與傳動機構(5)相連接,所述殼體二(8)內設置有檢測機構(7)用于對水合物顆粒和數量進行檢測。
2.根據權利要求1所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述傳動機構(5)包括連接軸(51)、兩個軛架(52)、樞軸(53)和軸頸(54),兩個所述軛架(52)設置在連接軸(51)的中間,兩個所述軛架(52)分別連接有樞軸(53)和軸頸(54),所述樞軸(53)和軸頸(54)轉動連接,所述連接軸(51)一端與轉軸(4)同軸連接,所述連接軸(51)另一端與管壁清理機構(6)相連接。
3.根據權利要求2所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述管壁清理機構(6)包括支架(61)和轉動環(62),所述轉動環(62)與殼體二(8)的外壁通過軸承轉動連接,所述支架(61)與轉動環(62)相連接,所述支架(61)的中心與連接軸(51)相連接,所述轉動環(62)的外環面設置有尼龍材質的刷毛(63)。
4.根據權利要求1所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述檢測機構(7)包括底板(71)、減震墊片(72)、縱向pvdf壓電薄膜組(73)、信號放大過濾器(74)、信號采集器(75)、橫向pvdf壓電薄膜組(76)、減震環(77)和環形頂板(78),所述底板(71)、減震墊片(72)、縱向pvdf壓電薄膜組(73)、信號放大過濾器(74)、信號采集器(75)、橫向pvdf壓電薄膜組(76)、減震環(77)和環形頂板(78)依次堆疊放置,所述環形頂板(78)與底板(71)上開設有對齊通孔,且通過螺栓和螺母相連接,所述底板(71)上的外側設置有連接件與殼體二(8)相連接,所述底板(71)背面安裝有微型攝像頭(10)。
5.根據權利要求4所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述定位機構(9)包括連接架(92)和碰撞傳感器(93),所述保護套(1)前端分為兩個部分并通過連接架(92)相連接,每個所述連接架(92)上設置有彈簧(91),所述碰撞傳感器(93)安裝在保護套(1)上且位于兩個部分的間隙中,所述碰撞傳感器(93)通過導線與檢測機構(7)以及微型攝像頭(10)電連接。
6.根據權利要求4所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述縱向pvdf壓電薄膜組(73)與橫向pvdf壓電薄膜組(76)中的傳感單元條間隔5mm,所述底板(71)和環形頂板(78)均采用304不銹鋼材料,且表面進行噴塑絕緣處理,所述減震墊片(72)和減震環(77)均采用硅橡膠材料制成。
7.根據權利要求1所述的一種基于pvdf壓電材料的水合物顆粒檢測裝置,其特征在于:所述殼體一(3)的兩端均開設有多個貫通口(31),所述殼體一(3)和殼體二(8)均為圓柱型結構,所述殼體一(3)和殼體二(8)均采用304不銹鋼材料制成。