CN204492810U - 一种气液两相流动变质量实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种气液两相流动变质量实验装置，包括：气体管路、液体管路、模拟管道，所述气体管路、液体管路与模拟管路之间设有至少一个混合器，该混合器与模拟管道连通；所述气体管路的端部设有空气压缩机，该空气压缩机与混合器之间依次设有气路控制阀、质量流量计；所述液体管路的端部设有液态罐，该液态罐与混合器之间依次设有液路控制阀、涡轮流量计；所述模拟管道包括入口端、出口端，所述入口端与混合器通过管道连通，出口端通过管道与液态罐连通，所述模拟管道靠近入口端处设有压力传感器。本实用新型气液两相流动变质量实验装置具有操作简单、节约成本、测试精确的优点。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种变质量实验装置，尤其涉及一种气液两相流动变质量实验装置。
【背景技术】
水平井钻进技术是在定向井钻进技术的基础上发展起来的,它是指在石油钻进过程中,通过控制钻头钻进的轨迹,使之沿油层的走向钻进,以最大限度地增加油层的泄油面积,提高油田采收率和勘探效果，因此得到了极大地推广。
水平井作为一种高效的油气开采技术，可以较大程度的提高产能和最终采收率，尤其是对低渗透、多裂缝、薄产层等某些特殊的非常规油气藏，其开采效益更为显著。在石油开采前均需要针对井下开采进行实验模拟，然而目前采用的模拟实验装置主要集中在射孔管道中的单相流动，变质量气-液两相流动仍然是一个较少涉足的研究领域，实验装置同样较少。申请号为201220716746.9的专利公开了复杂结构井井筒油气水三相流体变质量流动，此专利虽然弥补了此研究领域的空缺，然而该装置在气液混合后进入多相变质量流实验管段前经过了较长的管路，这将造成气液两相混合物流动过程中的分层现象，影响实验结果。
【发明内容】
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种气液两相流动变质量实验装置，解决了现有技术中气液混合后，在进入管道后出现气液分层现象而影响实验结果的问题。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，提供一种气液两相流动变质量实验装置，包括：气体管路、液体管路、模拟管道，所述气体管路、液体管路与模拟管路之间设有至少一个混合器，该混合器与模拟管道连通；
所述气体管路的端部设有空气压缩机，该空气压缩机与混合器之间依次设有气路控制阀、质量流量计；
所述液体管路的端部设有液态罐，该液态罐与混合器之间依次设有液路控制阀、涡轮流量计；
所述模拟管道包括入口端、出口端，所述入口端与混合器通过管道连通，出口端通过管道与液态罐连通，所述模拟管道靠近入口端处设有压力传感器。
特别的，所述模拟管道的筒壁分别设有至少20个侧管接头、压差传感器接头，所述侧管接头与压差传感器接头一一对应。
特别的，所述气体管路、液体管路与模拟管路之间设有六个混合器，所述混合器中的一个与模拟管道入口端连通，五个分别通过侧管接头与模拟管道连通。
特别的，所述压差传感器接头上连接有与混合器相对应的压差传感器。
特别的，还包括：水罐、油罐，所述水罐与油罐分别与液态罐通过管道连通，且所述水罐、油罐与液态罐之间分别设有离心泵。
特别的，所述液态罐与液路控制阀之间设有离心泵。
相较于现有技术，本实用新型提供的一种气液两相流动变质量实验装置，可以模拟单相流体、气液两相流体、油水两相流体及油气水三相流体在管道流过程中的变质量流动规律。模拟井筒上设置的侧管接头及压差传感器接头的设置，可以随时更换混合器接入点位置，监测整个模拟管道压力分布情况，不仅可以使测试结果达到最优同时可以节约实验装置成本；并且通过侧管接头流入后，流体从模拟管道不同部位流入，避免出现气液分层的情况，而影响测试结果。本实用新型气液两相流动变质量实验装置 具有操作简单、节约成本、测试精确的优点。
【附图说明】
图1为本实用新型一种气液两相流动变质量实验装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
请参阅图1，本实用新型提供一种气液两相流动变质量实验装置，包括：气体管路1、液体管路2、模拟管道3，所述气体管路1、液体管路2与模拟管道3之间设有至少一个混合器4，该混合器4与模拟管道3连通；模拟管道3采用透明材质制作而成，全程可以看到流体的流动状态；
所述气体管路1的端部设有空气压缩机5，该空气压缩机5与混合器4之间依次设有气路控制阀6、质量流量计7，由于普通流量计无法对小气量进行测试，本实用新型选用质量流量计；
所述液体管路2的端部设有液态罐8，该液态罐8与混合器4之间依次设有液路控制阀18、涡轮流量计19；
所述模拟管道3包括入口端9、出口端10，所述入口端9与混合器4通过管道连通，出口端10通过管道与液态罐8连通，所述模拟管道3靠近入口端9处设有压力传感器11。
特别的，为了测量侧管接头12通入气液的压差，从而测出模拟管道3中的压力分布情况，所述模拟管道3的筒壁分别设有至少20个侧管接头12、压差传感器接头13，所述侧管接头12与压差传感器接头13一一对应，侧管接头12设于压差传感器接头13之间；所述侧管接头12与压差传感器接头13如此设置，使得压差传感器13可以准确测出各管接头12两点之间的压力差，从而将测试信息反馈给控制系统。
特别的，所述气体管路1、液体管路2与模拟管路之间设有六个混合器4，所述混合器4中的一个与模拟管道3入口端9连通，其余五个分别通过任一侧管接头12与模拟管道3连通，通过六个混合器4的设置，使得气液沿侧管接头12均匀进入模拟管道3，从而避免出现气液分层的情况，而影响测试结果；本实用新型优选6个混合器4，不仅可以使测试结果达到最优同时可以节约实验装置成本。
特别的，为了在测量模拟管道3管段压力的同时测量侧管接头12之间的压力差，所述压差传感器接头13上连接有与混合器4相对应的压差传感器14，通过压力传感器11与压差传感器14的设置，可以更精确的测出模拟管道3中的压力分布情况。
特别的，为了使水、油按一定比例通入液态罐8中，还包括：水罐15、油罐16，所述水罐15与油罐16分别与液态罐8通过管道连通，且所述水罐15、油罐16与液态罐8之间分别设有离心泵17，通过离心泵17的设置，使的水、油的通入量更加精确，进一步使得测试结果更加精确。
特别的，为了控制液态罐8中液体的流出量，所述液态罐8与液路控制阀18之间设有离心泵17。
于本实用新型中，还包括：控制装置，该控制装置用于控制质量流量7、涡轮流量计19、压力传感器11、压差传感器14，并且采集计算质量流量7、涡轮流量计19、压力传感器11、压差传感器14测得的数据。模拟管道全长16m，入口端和出口端分别有3m的稳流段，通过稳流段的设置，使得通入的气液更加稳定，从而提高测试结果；20个侧管注入点和20个压差测点均匀分布在中间的10m管段上，且侧管注入点和测压点是一一对应的。由于压差传感器只能测量两点之间的压力差，无法测量实验管段中的压力，因此在模拟管道靠近入口端设有一个压力传感器，将压力传感器置于模拟管道的入口位置能够确定入口处的压力，然后结合压差传感器的数据就能确定模拟管道3内的压力分布。
工作原理及工作过程：
1)水气两相变质量流实验流程
水罐15端的离心泵17开启，将水由水罐15注入液态罐8中；空气压缩机5和液态罐8端的离心泵7同时开启，气体分别通过气路控制阀6和质量流量计7进入混合器4；水通过离心泵17，分别经过液路控制阀18、涡轮流量计19进入混合器4与气体混合，获得气水混合物；之后气水混合物分别从混合器4中流出经模拟管道3入口端9及侧管接头12进入模拟管道3，经过稳压端稳定一段时间后压力传感器11测出入口处的压力，压差传感器14测量出侧管接头12任意两点间的压差；期间如果需要更换压差的测量位置，则关闭压差传感器接头13(可于压差传感器接头13处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，然后更换压差传感器接头13的位置，打开阀门即可；如果需要更混合器4接入位置，则关闭气路控制阀6和液路控制阀门18，然后关闭侧管接头12(可于侧管接头12处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，更换混合器4接入位置后打开侧管入口阀门、气路控制阀6以及液路控制阀18即可；在此期间，质量流量7、涡轮流量计19、压力传感器11、压差传感器14将测得的数据反馈给控制系统，控制系统进行处理，即完成模拟管道3内压力分布的测试。
2)水液(气、油)两相变质量流实验流程
水罐15和油罐16端的离心泵17均开启，将水和油分别从水罐15和油罐16按一定比例从注入混合器4内，混合器4对进入的水和油进行充分搅拌获得水油混合物；之后空气压缩机5和液态罐8端的离心泵7同时开启，气体分别通过气路控制阀6和质量流量计7进入混合器4，水油混合物通过离心泵17，分别经过液路控制阀18、涡轮流量计19进入混合器4与气体混合，获得气液混合物；之后气液混合物分别从混合器4中流出经模拟管道3入口端9及侧管接头12进入模拟管道3，经过稳压端稳定一段时间后压力传感器11测出入口处的压力，压差传感器14测量出侧管接头12 任意两点间的压差；期间如果需要更换压差的测量位置，则关闭压差传感器接头13(可于压差传感器接头13处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，然后更换压差传感器接头13的位置，打开阀门即可；如果需要更混合器4接入位置，则关闭气路控制阀6和液路控制阀门18，然后关闭侧管接头12(可于侧管接头12处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，更换混合器4接入位置后打开侧管入口阀门、气路控制阀6以及液路控制阀18即可；在此期间，质量流量7、涡轮流量计19、压力传感器11、压差传感器14将测得的数据反馈给控制系统，控制系统进行处理，即完成模拟管道3内压力分布的测试。
3)气油两相变质量流实验流程
油罐16端的离心泵17开启，将油由油罐15注入液态罐8中；空气压缩机5和液态罐8端的离心泵7同时开启，气体分别通过气路控制阀6和质量流量计7进入混合器4；油通过离心泵17，分别经过液路控制阀18、涡轮流量计19进入混合器4与气体混合，获得气油混合物；之后气油混合物分别从混合器4中流出经模拟管道3入口端9及侧管接头12进入模拟管道3，经过稳压端稳定一段时间后压力传感器11测出入口处的压力，压差传感器14测量出侧管接头12任意两点间的压差；期间如果需要更换压差的测量位置，则关闭压差传感器接头13(可于压差传感器接头13处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，然后更换压差传感器接头13的位置，打开阀门即可；如果需要更混合器4接入位置，则关闭气路控制阀6和液路控制阀门18，然后关闭侧管接头12(可于侧管接头12处设置手动阀门，也可采用控制系统自动控制)，更换混合器4接入位置后打开侧管入口阀门、气路控制阀6以及液路控制阀18即可；在此期间，质量流量7、涡轮流量计19、压力传感器11、压差传感器14将测得的数据反馈给控制系统，控制系统进行处理，即完成模拟管道3内压力分布的测试。
应当理解的是，于本领域的技术人员来说，可以根据上述说明加以改 进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，包括：气体管路(1)、液体管路(2)、模拟管道(3)，所述气体管路(1)、液体管路(2)与模拟管道(3)之间设有至少一个混合器(4)，该混合器(4)与模拟管道(3)连通；
所述气体管路(1)的端部设有空气压缩机(5)，该空气压缩机(5)与混合器(4)之间依次设有气路控制阀(6)、质量流量计(7)；
所述液体管路(2)的端部设有液态罐(8)，该液态罐(8)与混合器(4)之间依次设有液路控制阀(18)、涡轮流量计(19)；
所述模拟管道(3)包括入口端(9)、出口端(10)，所述入口端(9)与混合器(4)通过管道连通，出口端(10)通过管道与液态罐(8)连通，所述模拟管道(3)靠近入口端(9)处设有压力传感器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，所述模拟管道(3)的筒壁分别设有至少20个侧管接头(12)、压差传感器接头(13)，所述侧管接头(12)与压差传感器接头(13)一一对应。
3.根据权利要求2所述的一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，所述气体管路(1)、液体管路(2)与模拟管路之间设有六个混合器(4)，所述混合器(4)中的一个与模拟管道(3)入口端(9)连通，五个分别通过侧管接头(12)与模拟管道(3)连通。
4.根据权利要求2所述的一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，所述压差传感器接头(13)上连接有与混合器(4)相对应的压差传感器(14)。
5.根据权利要求1所述的一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，还包括：水罐(15)、油罐(16)，所述水罐(15)与油罐(16)分别与液态罐(8)通过管道连通，且所述水罐(15)、油罐(16)与液态罐(8)之间分别设有离心泵(17)。
6.根据权利要求1所述的一种气液两相流动变质量实验装置，其特征在于，所述液态罐(8)与液路控制阀(18)之间设有离心泵(17)。
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