结垢趋势和阻垢效果评价装置及其评价方法

摘要

本发明公开了一种结垢趋势和阻垢性能评价装置及其评价方法，其原理为使试样以恒定压差流过毛细管，通过监测毛细管中试样流量的衰减所反映的毛细管堵塞情况表征试样的结垢趋势，以相同瞬时流出速率衰减幅度下化学或物理改性试样累计流出量与空白试样累积流出量的比值表征物理措施和药剂的阻垢性能。本发明中的结垢趋势和阻垢性能评价装置及其评价方法适用于水处理、石油开采、海水淡化、石油加工和化工生产中多种液体介质的结垢预测，以及各种物理和化学阻垢措施的阻垢性能评价和筛选。

权利要求

1.一种结垢趋势和阻垢效果评价装置，包括：

液体提供容器，提供试样液体；

液体接收和计量容器，接收并测量试样液体的体积和/或重量；

至少一毛细管，其进口端连通该液体提供容器，其出口端连通该液体接收和计量容器，以在一恒定压差下从该液体提供容器向该液体接收和计量容器输送液体；

还包括一恒定压差维持装置，用以使所述液体提供容器内试样液面下某处的第一压力恒等于所述液体接收和计量容器的第二压力，其中该第一压力小于所述至少一毛细管的进口端处的第三压力，从而在所述至少一毛细管的两端之间维持一等于第三压力与第一压力之差的恒定压差。

2.如权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：所述恒定压差维持装置包括一气体平衡管，其一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，其另一端连通所述液体接收和计量容器，其中所述液体提供容器以及所述液体接收和计量容器均为密闭容器。

3.如权利要求2所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：所述气体平衡管与大气、气源和真空系统其中之一连通。

4.如权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：所述恒定压差维持装置包括一气体连通管，其一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，其另一端与大气连通，其中所述液体提供容器为密闭容器，所述液体接收和计量容器与大气连通。

5.如权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：还包括一第一控温装置，用以保持所述液体提供容器内的液体温度为恒温。

6.如权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：还包括一搅拌装置，用以对所述液体提供容器内的试样液体进行搅拌。

7.如权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置，其特征在于：还包括一第二控温装置，用以保持所述毛细管内的液体温度为恒温。

8.一种结垢趋势和阻垢效果评价方法，使用权利要求1所述的结垢趋势和阻垢效果评价装置进行测量，该方法包括：使所述毛细管两端建立恒定压差；以及

当所述毛细管两端达到恒定压差时，开始测试和记录不同时间毛细管流向液体接收和计量容器的试样量，并计算各不同试样量所对应的流出速率；

其中，以不同累计试样流出量下的瞬时流出速率衰减情况来表征试样的结垢趋势，以相同瞬时流出速率衰减幅度下化学或物理改性试样累计流出量与一参考试样累计流出量的比值表征物理措施和药剂的阻垢性能。

9.如权利要求8所述的结垢趋势和阻垢效果评价方法，其特征在于，使所述毛细管两端达到恒定压差的方法包括：利用一气体平衡管一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，另一端连通所述液体接收和计量容器，并在所述液体提供容器以及所述液体接收和计量容器密封的条件下，使试样液体从所述液体提供容器通过所述毛细管流入所述液体接收和计量容器，直到所述气体平衡管插入所述液体提供容器的试样液体下的一端冒出气泡。

10.如权利要求8所述的结垢趋势和阻垢效果评价方法，期特征在于，使所述毛细管两端达到恒定压差的方法包括：利用一气体连通管一端插入所述液体提供容器的试样液体下且高于所述毛细管在所述液体提供容器内的进口端，气体连通管另一端连通大气，并在所述液体提供容器密封且所述液体接收和计量容器与大气连通的条件下，使试样液体从所述液体提供容器通过所述毛细管流入所述液体接收和计量容器，直到所述气体连通管插入所述液体提供容器的试样液体下的一端冒出气泡。

11.如权利要求8所述的结垢趋势和阻垢效果评价方法，其特征在于，还包括在测量过程中保持所述液体提供装置和所述毛细管为恒温。

说明书

结垢趋势和阻垢效果评价装置及其评价方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种液体介质结垢趋势和阻垢效果的动态评价方法，尤其是一种用于评价水处理、石油开采、海水淡化、石油加工和化工生产中多种液体介质结垢趋势，以及各种物理和化学阻垢措施阻垢性能的评价装置及其评价方法。

背景技术

[0002] 在水处理、石油开采、海水淡化、石油加工和化工生产中存在大量因管道内壁和换热表面上沉积有机和/或无机垢而导致的液体输送能耗增大，输送能力下降及换热效率下降的问题，所造成的经济损失非常显著。为此，在不同行业中针对各自的介质特点分别采取了投加阻垢剂、防蜡剂、沥青质分散剂等化学改性处理手段，以及电子、强磁、超声波、电磁等物理处理手段来消除或减轻污垢对流体输送及换热造成的不利影响。在此背景下，建立可靠和简便的实验室结垢趋势预测和阻垢性能评价手段，对于客观评估可能出现的结垢问题、优选合适的阻垢药剂及其加量以及适宜的物理阻垢手段具有重要的实际意义。

[0003] 目前国内外在无机垢预测和阻垢性能评价中所用的实验室方法可分为静态和动态两类。

[0004] 静态法的原理一般为通过测定水样老化一段时间前后溶液中钙镁离子的损失量来表征水样的结垢趋势，以空白水样与化学改性或物理处理后水样中钙镁离子损失量的相对大小来反映化学药剂和物理方法的阻垢性能，其优点为不需要复杂的实验设备，缺点是不能反映从晶体析出到在壁面上沉积的全过程，特别是只能反映阻垢剂的鳌合作用，而不能反映出其分散和晶格畸变作用，且测试结果受水样和药剂中杂质含量、水样老化过程和分析手段的影响大，重复性不好。

[0005] 动态法的原理一般为用泵使水样以恒定流量循环或一次性通过测试管段，通过测试管道壁面热阻和管道两端压力差的增大幅度来表征水样的结垢趋势，以空白水样与化学改性或物理处理水样对应的管道壁面热阻或压力差增大幅度的相对大小来反映化学药剂和物理方法的阻垢性能，其优点是比静态法能更可靠地反映出水样的结垢趋势以及化学药剂和物理方法的阻垢性能，缺点为实验装置结构复杂，造价昂贵，难以广泛应用。

[0006] 此外，还有人提出了基于电导率和pH变化的测定方法，其原理为析晶过程中水溶液的组分含量、pH和电导率会发生变化，通过监测和比较这些变化的速率可以表征出水样的结垢趋势及化学药剂和物理方法的阻垢性能，其优点为检测周期短，缺点是不能反映出阻垢剂的分散作用，应用范围受限制。

[0007] 目前国内外在有机垢预测和阻垢性能评价中所用的实验室方法也可分为静态法和动态法两类。

[0008] 静态法的原理为通过测定试样在老化过程中吸光度的变化计算沉积物的析出量、测试析出颗粒物的粒径大小或直接称量容器底部的沉积物量来表征试样的结垢趋势，以空白试样与化学改性或物理处理后试样对应的沉积物析出和沉积量、析出颗粒物的粒径的相对大小反映化学药剂和物理方法的阻垢性能，其优点是所需的试样量小，试验周期短，缺点是不能直接反映出沉积物的实际结垢情况，颗粒物粒径测定中需要采用昂贵的检测仪器。

[0009] 动态法的原理为采用泵循环方式或旋转剪切方式使试样与换热表面接触，通过称量换热表面上的结垢量来表征试样的结垢趋势，以空白试样与化学改性或物理处理试样对应的结垢量的相对大小来反映化学药剂和物理方法的阻垢性能。此外，也有人提出了通过测定试样通过换热管段压力降的增大速率来反映试样结垢趋势，以空白试样与化学改性或物理处理试样对应的换热管段压力降的增大速率的相对大小来反映化学药剂和物理方法的阻垢性能的方法。动态法的优点是能可靠地反映出试样的结垢趋势，以及化学药剂和物理方法的阻垢性能，缺点为所需的试样量大，测试周期长，实验装置结构复杂，造价昂贵。

发明内容

[0010] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种适合无机垢和有机垢预测和阻垢效果评价的简易评价装置及其测试方法，在不损害评价结果可靠性的前提下，尽可能降低其复杂程度，减小应用上的限制。

[0011] 本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种结垢趋势和阻垢效果评价装置，包括液体提供容器、液体接收和计量容器以及至少一毛细管。液体提供容器提供试样液体；液体接收和计量容器接收并测量试样液体的体积和/或重量；毛细管进口端连通该液体提供容器，出口端连通该液体接收和计量容器，以在一恒定压差下从该液体提供容器向该液体接收和计量容器输送液体。

[0012] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，还包括一恒定压差维持装置，用以使所述液体提供容器内试样液面下某处的第一压力恒等于所述液体接收和计量容器的第二压力，其中该第一压力小于所述至少一毛细管的进口端处的第三压力，从而在所述至少一毛细管的两端之间维持一等于第三压力与第一压力之差的恒定压差。

[0013] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，恒定压差维持装置可包括一气体平衡管，其一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，其另一端连通所述液体接收和计量容器，其中所述液体提供容器以及所述液体接收和计量容器均为密闭容器。

[0014] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，所述气体平衡管与大气、气源和真空系统其中之一连通。

[0015] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，所述恒定压差维持装置包括一气体连通管，其一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，其另一端与大气连通，其中所述液体提供容器为密闭容器，所述液体接收和计量容器与大气连通。

[0016] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，还包括一第一控温装置，用以保持所述液体提供容器内的液体温度为恒温。

[0017] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，还包括一搅拌装置，用以对所述液体提供容器内的试样液体进行搅拌。

[0018] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置中，还包括一第二控温装置，用以保持所述毛细管内的液体温度为恒温。

[0019] 本发明还提出一种结垢趋势和阻垢效果评价方法，使用上述的结垢趋势和阻垢效果评价装置进行测量，该方法包括：使所述毛细管两端建立恒定压差；以及当所述毛细管两端达到恒定压差时，开始测试和记录不同时间毛细管流向液体接收和计量容器的试样量，并计算各不同试样量所对应的流出速率；其中，以不同累计试样流出量下的瞬时流出速率衰减情况来表征试样的结垢趋势，以相同瞬时流出速率衰减幅度下化学或物理改性试样累计流出量与一参考试样累积流出量的比值表征物理措施和药剂的阻垢性能。

[0020] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价方法中，使所述毛细管两端达到恒定压差的方法包括：利用一气体平衡管一端插入所述液体提供容器的试样液面下且高于所述毛细管的进口端，另一端连通所述液体接收和计量容器，并在所述液体提供容器以及所述液体接收和计量容器密封的条件下，使试样液体从所述液体提供容器通过所述毛细管流入所述液体接收和计量容器，直到所述气体平衡管插入所述液体提供容器的试样液体下的一端冒出气泡。

[0021] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价方法中，使所述毛细管两端达到恒定压差的方法包括：利用一气体连通管一端插入所述液体提供容器的试样液体下且高于所述毛细管在所述液体提供容器内的进口端，气体连通管另一端连通大气，并在所述液体提供容器密封且所述液体接收和计量容器与大气连通的条件下，使试样液体从所述液体提供容器通过所述毛细管流入所述液体接收和计量容器，直到所述气体连通管插入所述液体提供容器的试样液体下的一端冒出气泡。

[0022] 在上述的结垢趋势和阻垢效果评价方法中，还包括在测量过程中保持所述液体提供装置和所述毛细管为恒温。

[0023] 本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下有益效果：本发明提供了一种适合无机垢和有机垢预测和阻垢效果评价的简易评价装置及其测试方法，能够可靠地预测出多种液体介质的结垢趋势，及物理措施和药剂的阻垢性能，在不损害评价结果可靠性的前提下，使测试装置的结构大幅度简化，可应用范围更广。

附图说明

[0024] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

[0025] 图1是根据本发明一个实施例的污垢预测和阻垢效果评价装置示意图。

[0026] 图2是根据本发明另一个实施例的污垢预测和阻垢效果评价装置示意图。

具体实施方式

[0027] 本发明的原理为使试样以恒定压差流过毛细管，通过监测毛细管中试样流量的衰减所反映的毛细管堵塞情况表征试样的结垢趋势；另外，以相同瞬时流出速率衰减幅度下化学或物理改性试样累计流出量与空白试样累积流出量的比值表征物理措施和药剂的阻垢性能。

[0028] 参照图1所示，本发明的结垢趋势和阻垢效果评价装置包括一贮存和提供液体21的容器2、一第一控温装置1、一气体平衡管4、一个或多个流通液体的毛细管5(图中示出一个)以及一液体接收和计量容器6。容器2下部具有供试样流出的接管20，其内安装毛细管5，毛细管5入口端5a位于试样液体21内，出口端5b连通到液体接收和计量容器6。

[0029] 容器2为密闭容器，容器2中的试样较佳地是保持恒温，作为举例，可通过第一控温装置1来达到此目的。容器2下部安装有测温探头11，控温装置1可根据测温探头11的检测温度保持容器内试样的温度恒定在预定的测试温度下。控温装置1可采用通过换热面换热的方式进行加热或制冷。

[0030] 容器2中可设置搅拌装置3，其主要用于防止试样21中析出颗粒物在容器底部的沉积，同时也可起到使试样混合均匀的作用。

[0031] 作为举例，气体平衡管4用来提供毛细管5两端的恒定压力差。气体平衡管4一端4a深入到试样的液面下，另一端4b置于液体接收和计量容器6内，气体平衡管4连接可以与大气、气源和真空系统其中之一连接，其区别在于控制不同的气相压力和气相氛围，使试验条件与实际生产或自然过程保持一致。在气体平衡管4与大气连接时，通过将与大气连通的孔道关小，可以减少试样挥发损失。

[0032] 插入了气体平衡管4的液体提供容器2可以通体透明，也可以局部透明，只要能清晰观察到插入试样中的气体平衡管的下端即可。

[0033] 在两端压力差恒定的条件下，毛细管5的主要作用是供试样流通且提供试样中结垢物的沉积表面，并通过结垢物的沉积对毛细管5内径的缩小而造成的限流作用反映试样的结垢趋势。液体接收和计量容器6也是密闭容器，其主要作用是储存和计量通过毛细管的试样量，液体接收和计量容器6既可以采用体积方式来计量试样量(如在其上划出刻度)，也可以采用质量计量方式。

[0034] 此外，可以在毛细管5之外设置第二控温装置7，其主要用于控制毛细管5内试样的温度。在需要对于由温度梯度导致的结垢的评价的情况下，第二控温装置7也可用于提供所需的温度梯度。

[0035] 与已有结垢趋势和阻垢效果评价方法相比，本发明中的结垢趋势和阻垢效果评价方法和装置的显著不同点在于测试过程中始终保持毛细管两端的压力差恒定。

[0036] 下面首先说明气体平衡管使毛细管5两端具有恒定压力差的原理。在初始时，气体平衡管4在试样内一端4a存在液体压力，在毛细管5出口处有液体流出，由于容器2是密闭的(除了毛细管和气体平衡管之外)，当毛细管出口有液体流出后，亏空的体积只能通过气体平衡管4在试样21内一端释放气体来补充，直到气体平衡管4在试样21内一端4a开始有气泡释放，这样就使得在气体平衡管4在试样内一段全部被气体充满(容器2上部形成一定的真空)。在此状态下，气体平衡管内气压与其一端4a处的液体压力相等。根据流体静力学原理，相互连通的气体压力处处相等。另外，液体接收容器6仅通过气体平衡管4与容器2连通，其他部分密闭。因此气体平衡管4另一端4b所连接的液体接收容器6内的压力(在此称为第二压力)与一端4a处的液体压力(在此称为第一压力)相等。

[0037] 由上述过程容易得知，毛细管5的两端之间恒定的压力差是由图1中插入到试样中的气体平衡管4下端与毛细管进口端之间的高度差ΔH决定的：如果不考虑毛细管出口处的毛细现象，根据流体静力学原理，插入到试样中的气体平衡管下端处的液体压力与毛细管出口处的液体压力相等，则在毛细管水平放置情况下毛细管入口处的液体压力(在此称为第三压力)与毛细管出口处液体的压力差ΔP为：

[0038] ΔP＝ρ试样gΔH (1)

[0039] 其中ρ试样——试样的密度，单位是kg/m3；

[0040] g——重力加速度，其值为9.80665m/s2；

[0041] ΔH-气体平衡管一端4a与毛细管入口5a之间的高度差，单位是m。

[0042] 在毛细管水平或非水平方式放置情况下，由Bernouli方程均可得到试样流出速率与毛细管尺寸之间的关系式如下：

[0043] Q＝πρ试样gΔHdin4/128η试样L (2)

[0044] 其中Q-通过毛细管的试样流量，单位是m3/s；

[0045] din-毛细管的内径，单位是m；

[0046] η试样-毛细管内试样的动力学粘度，单位是Pa·s；

[0047] L-毛细管的长度，单位是m。

[0048] 由(2)式可见，通过毛细管的瞬时试样流量与毛细管内径的4次方成正比，因而毛细管内径的略微减小就可反映在瞬时流量的衰减上。例如，当毛细管内径减小10％时瞬时流量的衰减幅度就可达到34.39％，而当毛细管内径减小35％时瞬时流量的衰减幅度就可达到82.15％。

[0049] 在上面的实施例中，是以气体平衡管4作为恒定压差维持装置来描述，然而这并非作为限制。在本发明中，实质是使液体接收和计量容器6的压力恒等于液体提供容器2中高于毛细管进口端5a处的某一位置的压力，从而该位置与进口端5a之间的高度差ΔH所造成的水压差则提供了毛细管两端的恒定压差。下面根据以上实施例所揭示的原理，再举一实施例进行描述。

[0050] 图2是本发明另一实施例的的装置示意图，其中与前一实施例相同的标号表示相同的元件，在此不再赘述。不同之处在于，由气体连通管8代替上述的气体平衡管4作为恒定压差维持装置，气体连通管8的一端8a插入液体提供容器2的试样液面下且高于毛细管5的进口端5a，另一端8b直接与大气连通，而液体提供容器2仍与大气隔离(即密闭)。另外，液体接收容器6a也直接与大气连通。因此另一端8b处的压力恒等于液体接收容器6a内压力。在初期因液体提供容器2内液体压力较高而使液体经毛细管5流向液体接收容器
6a，直到气体连通管8的另一端8b冒出气泡后，在毛细管5两端即会建立恒定压差。

[0051] 本实施例相比前一实施例，结构更为简单，因而更容易实现。在试样蒸发损失不严重或可以接受的情况下，本实施例相比前一实施例有优势。

[0052] 在了解本发明的精神之后，本领域技术人员还可设计出其他的结构来建立恒定压差，只要其涵盖在本发明的范围内。

[0053] 下面以图1所示实施例描述本发明的结垢趋势和阻垢效果评价方法，其包括如下具体步骤：

[0054] 在透明容器底部接管上安装毛细管，在其中加入待评价试样，将气体平衡管的一端插到透明容器中液面上方，将其另一端插到液体接收和计量装置上部，将气体平衡管与大气、真空系统或气源连通，启动搅拌装置和控温装置；

[0055] 当试样温度达到预定值时将气体平衡管的一端插到透明容器中液面下方的合适位置，根据前文的说明，毛细管出口端5b开始流出液体，随着液体的流出，气体平衡管4插在试样21中的液体逐渐被排出，到液体全部排出后其一端4a会有气泡释放。该一端4a开始释放气泡实际上是气体平衡管4全部被气体占据的信号，也就是毛细管5两端恒压差建立的信号。

[0056] 当恒压差建立后，以气体平衡管一端4a开始释放气泡作为开始记录起点，开始测试和记录不同时间毛细管末端流出的试样量，计算毛细管末端流出试样量对时间的一阶导数得到不同试样流出量所对应的流出速率。

[0057] 以不同累计试样流出量下的瞬时流出速率衰减情况来表征试样的结垢趋势，以相同瞬时流出速率衰减幅度下化学或物理改性试样累计流出量与参考试样(如空白试样)累积流出量的比值表征物理措施和药剂的阻垢性能。

[0058] 下面结合具体的实施例对本发明的评价方法和装置作进一步说明，在下面的实施例中，实施例1和实施例2是按照图2所示实施例构造评价装置，实施例3和实施例4是按照图1所示实施例构造评价装置，请参照图1和图2所示阅读以下各实施例。

[0059] 实施例1

[0060] 容量为2500ml的玻璃下口瓶出口阀后接管上安装乳胶管，在乳胶管上同时插上5根尺寸分别为φ2.0mm×215mm、φ1.6mm×100mm、φ0.9mm×82mm、φ0.6mm×28mm、φ0.5mm×28mm的不锈钢毛细管；将玻璃下口瓶置于温度为25℃空气浴中的磁力搅拌器上，在其中加入尺寸为φ8mm×50mm的磁力搅拌子，在每个不锈钢毛细管末端的下方各放置一玻璃量筒；将去离子水、浓度为1％的碳酸钠水溶液和质量浓度为1％的氯化钙水溶液置于水温为25℃的水浴中预热30min；向玻璃下口瓶中依次加入25ml质量浓度为1％的碳酸钠水溶液，2425ml去离子水和50ml质量浓度为1％的氯化钙水溶液，启动磁力搅拌器开始以300r/min的转速进行搅拌；将插有φ7mm×400mm玻璃管的16#胶塞盖在玻璃下口瓶上；打开玻璃下口瓶的开关，等5根毛细管末端均有水滴下落后调节胶塞上玻璃管的插入深度，使玻璃管下端与不锈钢毛细管末端的高度差为140mm；待玻璃管下端开始释放气泡后，开始计时并记录5支量筒中的初始水量；开始时每隔5min记录一次玻璃量筒中的水量，等玻璃量筒中的水量超过100ml后，每隔100ml用容量为5ml的量筒和秒表测试一次各毛细管的瞬时出水速率，测试完成后将量筒中的水样倒入毛细管下的量筒中。

[0061] 按上述步骤测试的各毛细管瞬时出水速率随出水体积增加的衰减情况见表1。

[0062] 表1：空白试样在毛细管中的瞬时流量随流出试样体积增加的衰减情况。

[0063]

[0064] 由表1中的测试数据可见，不同直径的毛细管对垢沉积物的敏感程度存在非常显著的差别，直径为0.9mm以上的3支毛细管对沉积在其中的垢沉积物的敏感度很低，在毛细管出水体积达到200ml的情况下瞬时速率的衰减幅度均小于15％；而直径为0.5mm的毛细管在出水量刚达到4.6ml时的瞬时速率衰减幅度就达到91％，测试时间为30min，对垢沉积物过为敏感；直径为0.6mm的毛细管在出水量为58.3ml时的瞬时速率衰减幅度为81％，测试时间为75min。考虑随毛细管直径减小，尽管其对垢沉积物的敏感度显著，但当毛细管直径小于试样中析出颗粒物直径的6倍时，测试结果受一些随机因素的影响就会过大，造成测试结果的平行性显著下降，因此在试样量和测试时间能够被接受的情况下，应该尽量选用大直径的毛细管。本例中直径在0.9mm以上的3支毛细管由于内径太大，对其中的垢沉积物敏感度太小，要测试到显著的瞬时速率衰减幅度需要的试样量太大，而直径为0.5mm的毛细管由于内径过小对其中的垢沉积物则过为敏感，出水量过小，只有直径为0.6mm的毛细管的内径最为合适，在只消耗58ml试样和耗时75min情况下就可测试到超过80％的瞬时速率衰减幅度，同时也能保障试样流出速率不过低。

[0065] 实施例2

[0066] 在容量为2500ml的玻璃下口瓶出口阀后接管上安装乳胶管，在乳胶管上插上尺寸为φ0.6mm×28mm的不锈钢毛细管；将玻璃下口瓶置于温度为25℃空气浴中的磁力搅拌器上，在其中加入尺寸为φ8mm×50mm的磁力搅拌子，在不锈钢毛细管末端的下方放置一玻璃量筒；将去离子水、浓度为1％的碳酸钠水溶液和质量浓度为1％的氯化钙水溶液置于水温为25℃的水浴中预热30min；向玻璃下口瓶中依次加入25ml质量浓度为1％的碳酸钠水溶液、1.25ml质量浓度为1％的氨基三甲叉磷酸(ATMP)水溶液、2424ml去离子水和50ml质量浓度为1％的氯化钙水溶液，启动磁力搅拌器开始以300r/min的转速进行搅拌；将插有φ7mm×400mm玻璃管的16#胶塞盖在玻璃下口瓶上；打开玻璃下口瓶的开关，等毛细管末端有水滴下落后调节胶塞上玻璃管的插入深度，使玻璃管下端与不锈钢毛细管末端的高度差为140mm；待玻璃管下端开始释放气泡后，开始计时并记录量筒中的初始水量；开始时每隔5min记录一次玻璃量筒中的水量，等玻璃量筒中的水量超过100ml后，每隔100ml用容量为5ml的量筒和秒表测试一次各毛细管的瞬时出水速率，测试完成后将量筒中的试样倒入毛细管下的量筒中。

[0067] 按上述步骤测试的毛细管瞬时出水速率随出水体积增加的衰减情况见表2。

[0068] 表2：加药试样在毛细管中的瞬时流量随流出试样体积增加的衰减情况[0069]累积出水量 瞬时出水速率 瞬时出水速率衰
ml ml/min 减幅度
％
0 1.4 0.0
7 1.4 0.0
14 1.4 0.0
21 1.38 1.4
27.9 1.34 4.3
34.6 1.36 2.9
41.4 1.34 4.3
48.1 1.35 3.6
100 1.35 3.6
200 1.35 3.6
300 1.33 5.0
400 1.35 3.6
500 1.33 5.0
累积出水量 瞬时出水速率 瞬时出水速率衰
ml ml/min 减幅度
％
600 1.36 2.9

[0070] 由表2中的数据和表1中φ0.6mm×28mm的不锈钢毛细管的测试数据对比可见，在实施例1中的试样中增加5mg/l阻垢剂氨基三甲叉磷酸(ATMP)，可显著降低试样的结垢趋势，实施例1中不加剂试样在试样流出量为58.3ml时的瞬时速率衰减幅度为81％，而实施例2中加剂试样在流出量达到600ml时的瞬时速率衰减幅度只有2.9％，表明在试样中投加5mg/l阻垢剂氨基三甲叉磷酸(ATMP)可使其通过毛细管的瞬时速率衰减幅度为80％时的累积流出量达到空白试样的10倍以上。

[0071] 实施例1和实施例2中的测试数据及其对比表明本发明中给出的结垢趋势和阻垢效果评价方法适用于无机垢预测及阻垢效果的评价。

[0072] 实施例3

[0073] 将2500ml一种脱水脱气原油于80℃的水浴中密闭加热48h(小时)后置于60℃水浴中静置12h；将容量为2500ml的玻璃下口瓶出口阀后接管上安装硅胶管，在硅胶管上插上尺寸为φ2.0mm×215mm的不锈钢毛细管；将玻璃下口瓶置于温度为36℃空气浴中的带有加热功能的磁力搅拌器上，在其中加入尺寸为φ8mm×50mm的磁力搅拌子，将不锈钢毛细管末端穿过一容量为10ml的塑料量筒的上部，将插有φ7mm玻璃管的胶塞盖在塑料量筒上；将油样倒入玻璃下口瓶中，启动磁力搅拌器开始以300r/min的转速进行搅拌；将插有φ7mm×400mm玻璃管和磁力搅拌器测温探头的16#胶塞盖在玻璃下口瓶上，设定控制温度为55℃；用乳胶管连接插在玻璃下口瓶中和塑料量筒中的φ7mm玻璃管；待玻璃下口瓶内油样温度降低到55℃时打开玻璃下口瓶的开关，等毛细管末端有油滴下落后调节胶塞上玻璃管的插入深度并使其末端紧帖在下口瓶壁面上，使玻璃管下端与不锈钢毛细管末端的高度差为140mm；待玻璃管下端开始释放气泡后，开始计时并记录塑料量筒中的初始油量，每隔5min记录一次塑料量筒中的油量。

[0074] 按上述步骤测试的毛细管瞬时出油速率随出油体积增加的衰减情况见表3。

[0075] 表3：空白油样在毛细管中的瞬时流量随油样流出体积增加的衰减情况[0076]累积出量 瞬时出油速率 瞬时出油速
ml ml/min 率衰减幅度
％
0.0 0.33 0.0
1.7 0.33 0.0
3.3 0.32 3.0
累积出量 瞬时出油速率 瞬时出油速
ml ml/min 率衰减幅度
％
4.9 0.28 15.2
6.3 0.20 39.4

[0077]7.3 0.14 57.6
8.0 0.10 69.7
8.5 0.06 81.8
8.8 0.04 87.9
9.0 0.02 93.9

[0078] 由表3中可见，经过80℃热处理的原油在其国标凝固点温度36℃下的结蜡速率很快，在φ2.0mm×215mm毛细管中的通过量仅为8.5ml的情况下，其瞬时流出速率的衰减幅度就达到81.8％。

[0079] 实施例4

[0080] 将2460ml实施例3所述的脱水脱气原油置于水温为80℃的水浴中密闭加热48h后置于60℃水浴中静置12h；将容量为2500ml的玻璃下口瓶出口阀后接管上安装硅胶管，在硅胶管上插上尺寸为φ2.0mm×215mm的不锈钢毛细管；将玻璃下口瓶置于温度为36℃空气浴中的带有加热功能的磁力搅拌器上，在其中加入尺寸为φ8mm×50mm的磁力搅拌子，将不锈钢毛细管末端穿过一容量为250ml的塑料量筒的上部，将插有φ7mm玻璃管的胶塞盖在塑料量筒上；将油样倒入玻璃下口瓶中，再加入40ml浓度为1％(m/v)的聚醋酸-醋酸乙烯酯(EVA，牌号为28/3)的二甲苯溶液；启动磁力搅拌器开始搅拌；将插有φ7mm×400mm玻璃管和磁力搅拌器测温探头的16#胶塞盖在玻璃下口瓶上，设定控制温度为55℃；用乳胶管连接插在玻璃下口瓶和塑料量筒中的φ7mm玻璃管；待玻璃下口瓶内油样温度降低到55℃时打开玻璃下口瓶的开关，等毛细管末端有油滴下落后调节胶塞上玻璃管的插入深度并使其末端紧帖在下口瓶壁面上，使玻璃管下端与不锈钢毛细管末端的高度差为140mm；待玻璃管下端开始释放气泡后，开始计时并记录塑料量筒中的初始油量，每隔
5min记录一次塑料量筒中的油量。

[0081] 按上述步骤测试的毛细管瞬时出油速率随出油体积增加的衰减情况见表4。

[0082] 表4：加剂油样在毛细管中的瞬时流量随油样流出体积增加的衰减情况[0083]累积出量 瞬时出油速率 瞬时出油速率衰
ml ml/min 减幅度
％
0.0 1.65 0.00
8.2 1.63 1.21
16.4 1.62 1.82
24.5 1.62 1.82
32.6 1.62 1.82
40.7 1.60 3.03
48.7 1.60 3.03
56.7 1.58 4.24
64.6 1.58 4.24
72.5 1.60 3.03
80.5 1.58 4.24
88.4 1.58 4.24
96.3 1.56 5.45

[0084] 由表4和表3中的测试数据对比可见，在经过80℃热处理的原油中投加200mg/l聚醋酸-醋酸乙烯酯(EVA，牌号为28/3)可显著减弱其结蜡趋势，实施例3中不加剂试样在流出量仅为8.5ml时的瞬时速率衰减幅度为81.8％，而实施例4中加剂试样在流出量达到88.4ml时的瞬时速率衰减幅度只有4.24％，表明在试样中投加160mg/l防蜡剂聚醋酸-醋酸乙烯酯(EVA，牌号为28/3)可使其通过毛细管的瞬时速率衰减幅度为80％时的累积流出量达到空白试样的10倍以上。

[0085] 实施例3和实施例4中的测试数据及其对比表明本发明中给出的结垢趋势和阻垢效果评价方法适用于有机垢预测及阻垢效果的评价。

[0086] 综上所述，本发明提供了一种适合无机垢和有机垢预测和阻垢效果评价的简易评价装置及其测试方法，通过对两端施加恒定压差的毛细管的液体累计流量和瞬间流速的测量，能够可靠地预测出多种液体介质的结垢趋势，及物理措施和药剂的阻垢性能，在不损害评价结果可靠性的前提下，使测试装置的结构大幅度简化，可应用范围更广。

[0087] 虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。