一種模擬氣井y型採油樹衝蝕的試驗裝置製造方法
2023-08-03 02:33:31
一種模擬氣井y型採油樹衝蝕的試驗裝置製造方法
【專利摘要】一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，包括有控制櫃，控制櫃的信號採集端通過固體流量計與矽砂漏鬥相連，矽砂漏鬥與試樣櫃內的Y型採油樹模型試樣底部的噴砂槍相連通，耐壓軟管與Y型採油樹模型試樣底部噴砂槍內的進氣管口相連通，耐壓軟管的另一端與油水分離器相連通，油水分離器與空壓機相連，空壓機與電器開關控制櫃相連；氣體由噴砂槍的氣管部分注入，砂粒從噴砂槍吸砂管路部分吸入混砂室，使砂粒與空氣充分混合，通過比例換算可以定性、定量反映Y型採油樹遭受的衝蝕情況，具有結構簡單、獲得數據精確的特點。
【專利說明】一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於天然氣開採領域的試驗裝置【技術領域】，具體涉及一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]天然氣攜帶巖屑對井口裝置造成的衝蝕問題，學者大多數選擇用計算機模擬說明衝蝕原因，現將有代表性的研究介紹如下:
①張濤採用計算流體動力學的方法解釋高速氣體衝蝕鑽杆內壁的過程及及時鑽杆失效的機理。其首先根據鑽杆接頭中心流道的結構尺寸建立所需的幾種CFD有限元模型；然後定義模型邊界、流速和約束等模擬條件；最後求解。得出鑽杆的穿刺及斷裂主要是由於裂紋從鑽杆內壁向外壁不斷擴展的結果。
[0003]②林鐵軍等學者採用計算流體動力學(CFD)方法建立了圓形規則井眼、鑽杆居中情況下的高速氣體攜巖衝蝕鑽杆的兩相流模型。模擬出相應的環空氣體流場、衝蝕速度和巖屑顆粒運動軌跡等試驗結果。研究發現與鑽杆接頭斜坡碰撞的巖屑顆粒才對鑽杆有衝蝕作用，最大衝蝕速度發生在鑽杆接頭斜坡面上。
[0004]以往衝蝕機理研究大多採用計算機仿真模擬，雖然仿真模擬結果可以直觀反映衝蝕部位，但只能做定性研究，這樣對後續研究工作開展造成一定的影響。國內一些研究機構建立了全尺寸的模擬裝置，配套設備及人員投入十分巨大，不適宜對氣體攜巖衝蝕井進行廣泛的實用性研究。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，具有結構簡單、獲得數據精確的特點。
[0006]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，包括有控制櫃，控制櫃的信號採集端通過固體流量計與矽砂漏鬥相連，矽砂漏鬥與試樣櫃內的Y型米油樹模型試樣底部的噴砂槍相連通，耐壓軟管與Y型米油樹模型試樣底部噴砂槍內的進氣管口相連通，耐壓軟管的另一端與油水分離器相連通，油水分離器與空壓機相連，空壓機與電器開關控制櫃相連；
試樣櫃內設有載樣臺，載樣臺上設有差壓/風速變送器，差壓/風速變送器數據採集端與控制櫃相連，皮托管放置在試驗箱中，並與差壓/風速變送器相連，放置時避免與Y型採油樹模型試樣出口處於同一水平。
[0007]所述的Y型採油樹模型試樣的頂部設有評價部位，Y型採油樹模型試樣外側設有試樣支撐面，Y型採油樹模型試樣與噴砂槍之間設有混砂室，Y型採油樹模型試樣的下部設有進氣管口和吸砂管口。
[0008]所述的吸砂管口與吸砂漏鬥相連通。
[0009]本發明的有益效果是: 天然氣開採過程中，天然氣攜帶巖屑返出時會對井口 Y型採油樹造成衝蝕損傷。針對衝蝕造成損傷只能採用計算機進行模擬，計算機模擬過於理想化這一弊端，本發明可定性、定量的反映使用Y型採油樹進行天然氣開採過程中所造成的衝蝕損傷情況。
[0010]本發明結合油田現場反饋回的衝蝕問題，定量研究衝蝕部位，得到定量的衝蝕數據。
[0011]模擬天然氣開採過程時，氣體由噴砂槍的氣管部分注入，砂粒從噴砂槍吸砂管路部分吸入。為儘可能模擬砂粒從井底返出時對Y型採油樹造成衝蝕這一過程，必須保證砂粒和氣體充分混合且混合後的帶砂氣體垂直噴入。為實現這一點，在Y型採油樹比例縮小模型與噴砂槍之間連接有混砂室，使砂粒與空氣充分混合。噴砂槍氣路出口長於進砂口，這樣一種結構可以使噴出的氣體在前部形成負壓，則砂粒可以較好的被吸入。
[0012]固體流量計可實現15?200g/min進砂量調節，風速儀和差壓/風速變送器可測出Y型採油樹出口處氣體流速，使用調壓閥可調節氣體流量，可實現對砂粒返出速度的控制。
[0013]根據Y型採油樹比例模型試驗裝置，天然氣夾帶巖屑對Y型採油樹造成的衝蝕量，通過比例換算可以定性、定量反映Y型採油樹遭受的衝蝕情況。得到的數據，結合計算機數模結果能偶說明Y型採油樹的衝蝕情況，更好的服務於油田現場生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的整體示意圖。
[0015]圖2為本發明Y型採油樹模型試樣示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0017]參見圖1，一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，包括有控制櫃1，控制櫃I的信號採集端通過固體流量計2與矽砂漏鬥3相連，矽砂漏鬥3與試樣櫃7內的Y型採油樹模型試樣底部的噴砂槍14相連通，耐壓軟管11與Y型採油樹模型試樣底部噴砂槍14內的進氣管口 9相連通，耐壓軟管11的另一端與油水分離器10相連通，油水分離器10與空壓機12相連，空壓機12與電器開關控制櫃13相連；
試樣櫃7內設有載樣臺8，載樣臺8上設有差壓/風速變送器4，差壓/風速變送器4數據採集端與控制櫃I相連，皮托管5放置在試驗箱中，並與差壓/風速變送器4相連，放置時避免與Y型採油樹模型試樣出口處於同一水平。
[0018]所述的Y型採油樹模型試樣6的頂部設有評價部位18，Y型採油樹模型試樣6外側設有試樣支撐面17，Y型採油樹模型試樣與噴砂槍之間設有混砂室16，Y型採油樹模型試樣6的下部設有進氣管口 9和吸砂管口 15。
[0019]所述的吸砂管口 15與吸砂漏鬥3相連通。
[0020]試驗裝置如圖1所示，試驗條件如表I所示。
【權利要求】
1.一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，包括有控制櫃(I)，其特徵在於，控制櫃(I)的信號採集端通過固體流量計⑵與矽砂漏鬥⑶相連，矽砂漏鬥⑶與試樣櫃(7)內的Y型採油樹模型試樣底部的噴砂槍(14)相連通，耐壓軟管(11)與Y型採油樹模型試樣底部噴砂槍(14)內的進氣管口(9)相連通，耐壓軟管(11)的另一端與油水分離器(10)相連通，油水分離器(10)與空壓機(12)相連，空壓機(12)與電器開關控制櫃(13)相連； 試樣櫃(7)內設有載樣臺(8)，載樣臺(8)上設有差壓/風速變送器(4)，差壓/風速變送器(4)數據採集端與控制櫃(I)相連，皮托管(5)放置在試驗箱中，並與差壓/風速變送器(4)相連，放置時避免與Y型採油樹模型試樣出口處於同一水平。
2.根據權利要求1所述的一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，其特徵在於，所述的Y型採油樹模型試樣(6)的頂部設有評價部位(18)，Y型採油樹模型試樣(6)外側設有試樣支撐面(17)，Y型採油樹模型試樣(6)與噴砂槍之間設有混砂室(16)，Y型採油樹模型試樣(6)的下部設有進氣管口(9)和吸砂管口(15)。
3.根據權利要求1所述的一種模擬氣井Y型採油樹衝蝕的試驗裝置，其特徵在於，所述的吸砂管口(15)與吸砂漏鬥(3)相連通。
【文檔編號】G01N3/56GK103852392SQ201410114948
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】呂祥鴻, 趙國仙, 張鈞 申請人:西安石油大學