CN106248366A - 自动流入控制阀流入特性测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种自动流入控制阀流入特性测试装置，其用于测试自动流入控制阀的流入特性，包括：储罐、控制阀、压力测试单元、以及流量测试单元。储罐与自动流入控制阀相连通，其用于储存具有第一预设压力的待测流体。控制阀与储罐相连接，控制阀用于调节待测流体的流量。压力测试单元用于测试流体流过自动流入控制阀的压力。流量测试单元用于测试流体流过自动流入控制阀的流量。本发明的自动流入控制阀流入特性测试装置通过对不同流体进行试验，用于测试自动流入控制阀对不同黏度流体的压力‑流量关系特性，进而可以根据实际井况需要，对不同的自动流入控制阀进行合理选择，指导实践。

Description

自动流入控制阀流入特性测试装置

技术领域

本申请属于石油开采技术领域，具体涉及一种自动流入控制阀流入特性测试装置。

背景技术

由于大多数的油田都是非均质、多油层砂岩油藏，地层之间压力以及渗透率分布不均匀。由此形成的沿着井筒方向的不均匀的流动剖面会导致过早的水气突破、滤网堵塞、防砂井侵蚀，这将会严重的降低油井的使用寿命和生产能力。

为了消除这个问题，自动流入控制阀开始逐渐被使用。自动流入控制阀是一种完井装置，它可以自动识别流体黏度(如：油、水、气)，产生不同的压降来限制流动，调整井筒中的压力分布，最后实现流入剖面均匀分布，从而达到良好的控气、控水效果。

通常在油井进行完井时，要根据井况选择不同流入特性的自动流入控制阀。但目前缺乏对自动流入控制阀的流入特性进行测试的手段，因而导致选择自动流入控制阀进行完井时，通常会根据操作人员的经验进行挑选，这样会造成自动流入控制阀不能很好的控气、控水。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种自动流入控制阀流入特性测试装置，其可以用于测试自动流入控制阀对不同黏度流体的压力-流量关系特性。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供一种自动流入控制阀流入特性测试装置，其用于测试自动流入控制阀的流入特性，包括：

与所述自动流入控制阀相连通的储罐，其用于储存具有第一预设压力的待测流体；

与所述储罐相连接的控制阀，所述控制阀用于调节所述待测流体的流量；

压力测试单元，其用于测试流体流过所述自动流入控制阀的压力；

流量测试单元，其用于测试流体流过所述自动流入控制阀的流量。

在一个优选的实施方式中，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括开关阀，其用于控制所述储罐内流体的通断。

在一个优选的实施方式中，所述第一预设压力大于现场油井下的压力。

在一个优选的实施方式中，所述流体为液体。

在一个优选的实施方式中，所述储罐内设有对所述流体进行加热的加热元件，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括温度测量单元，其用于测量流过所述自动流入控制阀的流体温度。

在一个优选的实施方式中，所述储罐具有第一开口和第二开口，所述流体通过所述第一开口流进所述自动流入控制阀进行测试，完成测试之后通过所述第二开口返回至至所述储罐中。

在一个优选的实施方式中，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括与所述储罐连通的液体泵，所述液体泵从所述储罐中抽取流体后，流进所述自动流入控制阀中。

在一个优选的实施方式中，所述储罐包括第三开口；所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括显示所述储罐内流体流出压力的压力表，以及分别与所述液体泵和所述储罐第三开口相连通的溢流阀；当所述压力表的压力大于第二预设压力时，所述溢流阀打开，以将大于第二预设压力的流体通过所述第三开口回流至所述储罐内，并将满足测试压力的流体送入所述自动流入控制阀中进行测试。

在一个优选的实施方式中，所述第二预设压力小于第一预设压力。

在一个优选的实施方式中，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括与所述自动流入控制阀和所述储罐相连通的观察窗。

在一个优选的实施方式中，所述流体为气体。

在一个优选的实施方式中，从所述自动流入控制阀流出的流体能直接排至外界。

借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：本发明的自动流入控制阀流入特性测试装置通过对不同流体进行试验，用于测试自动流入控制阀对不同黏度流体的压力——流量关系特性，进而可以根据实际井况需要，对不同的自动流入控制阀进行合理选择，指导实践。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1为本申请的自动流入控制阀流入特性测试装置第一个实施方式的结构示意图；

图2为本申请的自动流入控制阀流入特性测试装置第二个实施方式的结构示意图；

图3为本申请的自动流入控制阀流入特性测试装置第三个实施方式的结构示意图；

图4为本申请的自动流入控制阀流入特性测试装置测试不同黏度流体的压力-流量关系特性曲线示意图。

以上附图的附图标记：1、自动流入控制阀；2、储罐；21、加热元件；22、第一开口；23、第二开口；24、第三开口；3、控制阀；4、压力测试单元；5、流量测试单元；6、开关阀；7、温度测量单元；8、液体泵；9、电机；10、压力表；11、溢流阀；12、观察窗。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供一种自动流入控制阀流入特性测试装置，其用于测试自动流入控制阀1的流入特性，它包括：储罐2、控制阀3、压力测试单元4、以及流量测试单元5。储罐2与所述自动流入控制阀1相连通的，其用于储存具有第一预设压力的待测流体。控制阀3与所述储罐2相连接，所述控制阀3用于调节所述待测流体的流量。压力测试单元4用于测试流体流过所述自动流入控制阀1的压力。流量测试单元5用于测试流体流过所述自动流入控制阀1的流量。

在本实施方式中，储罐2内可以存储具有第一预设压力的待测试的流体。通常情况下，第一预设压力要大于现场油井下的压力，以保证储罐2内的流体可以顺利进入自动流入控制阀1中。该流体可以为液态的流体也可以为气态的流体。储罐2通常与测试用的自动流入控制阀1相连通，这样可以使得从储罐2内流出的流体进入自动流入控制阀1中，以对该流体的流入特性进行测试。

所述控制阀3可以与所述储罐2连接，控制阀3用于调节所述流体的流量的。在试验中，可以通过调节该控制阀3来对储罐2内流出流体的流量进行合理调控。譬如，可以模拟实际井况中原油的流量大小进行试验。

压力测试单元4通常可以与所述自动流入控制阀1相连接，其可以测试储罐2内流出的流体流过所述自动流入控制阀1的压力。该压力测试单元4可以为压力传感器。

流量测试单元5通常也可以与所述自动流入控制阀1相连接，其用于测试流体流过所述自动流入控制阀1的流量。也就是说，储罐2内的流体流过自动流入控制阀1后，可以由压力测试单元4检测出流体流过自动流入控制阀1的压力，同时由流量测试单元5检测出流体流过自动流入控制阀1的流量，该流量测试单元5通常可以为流量计。

这样就可以测试出自动流入控制阀1对不同黏度的流体的压力——流量关系的特性。例如，图4中为利用自动流入控制阀流入特性测试装置测试不同黏度的流体的压力——流量关系特性曲线图。其中黏度为1mm²/s的曲线为水的压力——流量特性曲线图；黏度为150mm²/s的曲线为液压油的压力——流量特性曲线图。

本发明的自动流入控制阀流入特性测试装置通过对不同流体进行试验，用于测试自动流入控制阀1对不同黏度流体的压力——流量关系特性，进而可以根据实际井况需要，对不同的自动流入控制阀1进行合理选择，指导实践。

进一步地，请参见附图2和附图3，该自动流入控制阀流入特性测试装置包括开关阀6，其可以与该储罐2相连接，以控制所述储罐2内流体的通断。具体地，打开开关阀6，储罐2内的流体可以流出储罐2，进入自动流入控制阀1中。关闭开关阀6，流体将不再从储罐2中流出。

当储罐2内的流体为液体时，所述储罐2内可以设有对流体(液体)进行加热的加热元件21，该加热元件21通常可以为热电阻。该待测液体通常可以根据需要选取水或不同型号的液压油。

由于流体是液体，液体的黏度与温度有很大关系。通常在低温环境下进行测试时，需要通过加热元件21(热电阻)进行加热。所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括温度测量单元7，其用于测量流过所述自动流入控制阀1的流体的温度，该温度测量单元7通常可以选择温度计。通过温度测量单元7(温度计)显示的温度信息，可以在待测液体温度满足要求时，再进行流入特性测试试验。

另外，当储罐2内的流体为液体时，该流体流过所述自动流入控制阀1完成测试之后，能返回至所述储罐2中。即该自动流入控制阀流入特性测试装置可以为一闭合的回路。具体地，所述储罐2具有第一开口22和第二开口23，所述流体(液体)通过所述第一开口22流进所述自动流入控制阀1进行测试，完成测试之后，通过所述第二开口23返回至所述储罐2中回收待用。

在优选的实施方式中，该自动流入控制阀流入特性测试装置还包括与所述储罐2连通的液体泵8，该液体泵8可以为流体(液体)提供一定的能量，使流体(液体)顺利泵进自动流入控制阀1中。所述液体泵8可以由电机9控制从所述储罐2中抽取流体后流进自动流入控制阀1。

进一步地，所述储罐2包括第三开口24。所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括显示所述储罐2内流体(液体)流出压力的压力表10，以及分别与所述液体泵8和所述储罐2第三开口24相连通的溢流阀11。该压力表10通常会设定一个第二预设压力值，当所述压力表10的压力大于第二预设压力时，所述溢流阀11打开，以将大于第二预设压力的流体通过所述第三开口回流至所述储罐2内，并将满足测试压力的流体送入所述自动流入控制阀1中进行测试。这样可以保证自动流入控制阀流入特性测试装置的回路内的压力满足测试要求。通常第二预设压力小于第一预设压力。

在通常情况下，需要测试的流体(液体)流量较小时，可以调小压力表10的第二预设压力值。而当需要测试的流体(液体)流量较大时，可以相应的调大压力表10的第二预设压力值。压力表10设定一个第二预设压力，其实是对流量进行粗调。粗调流量之后，再调节控制阀3可以实现对流体(液体)流量的精确调节。

另外，该自动流入控制阀流入特性测试装置还包括设置在所述自动流入控制阀1和所述储罐2之间回路上的观察窗12。通过该观察窗12可以观察流体(液体)的颜色和品质。当流体(液体)颜色变污浊，或者流体(液体)量不足时，要对流体(液体)进行更换或添加。

在另一个实施方式中，当储罐2内的流体为气体时，请参见附图3，该控制阀3可以为气体节流阀。该储罐2的数量可以根据气体的多少进行合理设置。譬如可以设置一个储存气体的储罐2，也可以设置两个储存气体的储罐2。当设置两个储存气体的储罐2时，开关阀6的数量也相应为两个。两个开关阀6分别可以控制两个储罐2内流体(气体)的通断。

在优选的实施方式中，当储罐2内的流体为气体时，从所述自动流入控制阀1流出的流体可以直接排至外界。通常测试的气体可以选取无毒无污染的气体，譬如可以为氮气。这样完成测试，从自动流入控制阀1流出的气体排至外界大气中不会造成任何污染，非常环保。

需要说明的是，本实施例提供的储罐2等可以选用任意合适的现有构造。为清楚简要地说明本实施例所提供的技术方案，在此将不再对上述部分进行赘述，说明书附图也进行了相应简化。但是应该理解，本实施例在范围上并不因此而受到限制。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。

Claims (12)

1.一种自动流入控制阀流入特性测试装置，其用于测试自动流入控制阀的流入特性，其特征在于，包括：

与所述自动流入控制阀相连通的储罐，其用于储存具有第一预设压力的待测流体；

与所述储罐相连接的控制阀，所述控制阀用于调节所述待测流体的流量；

压力测试单元，其用于测试流体流过所述自动流入控制阀的压力；

流量测试单元，其用于测试流体流过所述自动流入控制阀的流量。

2.根据权利要求1所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括开关阀，其用于控制所述储罐内流体的通断。

3.根据权利要求1所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述第一预设压力大于现场油井下的压力。

4.根据权利要求1或2所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述流体为液体。

5.根据权利要求4所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述储罐内设有对所述流体进行加热的加热元件，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括温度测量单元，其用于测量流过所述自动流入控制阀的流体温度。

6.根据权利要求4所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述储罐具有第一开口和第二开口，所述流体通过所述第一开口流进所述自动流入控制阀进行测试，完成测试之后通过所述第二开口返回至至所述储罐中。

7.根据权利要求4所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括与所述储罐连通的液体泵，所述液体泵从所述储罐中抽取流体后，流进所述自动流入控制阀中。

8.根据权利要求7所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述储罐包括第三开口；所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括显示所述储罐内流体流出压力的压力表，以及分别与所述液体泵和所述储罐第三开口相连通的溢流阀；当所述压力表的压力大于第二预设压力时，所述溢流阀打开，以将大于第二预设压力的流体通过所述第三开口回流至所述储罐内，并将满足测试压力的流体送入所述自动流入控制阀中进行测试。

9.根据权利要求8所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述第二预设压力小于第一预设压力。

10.根据权利要求4所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述自动流入控制阀流入特性测试装置包括与所述自动流入控制阀和所述储罐相连通的观察窗。

11.根据权利要求1或2所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，所述流体为气体。

12.根据权利要求11所述的自动流入控制阀流入特性测试装置，其特征在于，从所述自动流入控制阀流出的流体能直接排至外界。