一種模擬氣井y型采油樹沖蝕的試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,包括有控制柜,控制柜的信號采集端通過固體流量計與矽砂漏斗相連,矽砂漏斗與試樣柜內(nèi)的Y型采油樹模型試樣底部的噴砂槍相連通,耐壓軟管與Y型采油樹模型試樣底部噴砂槍內(nèi)的進(jìn)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(guān)控制柜相連;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型采油樹遭受的沖蝕情況,具有結(jié)構(gòu)簡單、獲得數(shù)據(jù)精確的特點。
【專利說明】一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然氣開采領(lǐng)域的試驗裝置【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣攜帶巖屑對井口裝置造成的沖蝕問題,學(xué)者大多數(shù)選擇用計算機模擬說明沖蝕原因,現(xiàn)將有代表性的研究介紹如下:
①張濤采用計算流體動力學(xué)的方法解釋高速氣體沖蝕鉆桿內(nèi)壁的過程及及時鉆桿失效的機理。其首先根據(jù)鉆桿接頭中心流道的結(jié)構(gòu)尺寸建立所需的幾種CFD有限元模型;然后定義模型邊界、流速和約束等模擬條件;最后求解。得出鉆桿的穿刺及斷裂主要是由于裂紋從鉆桿內(nèi)壁向外壁不斷擴展的結(jié)果。
[0003]②林鐵軍等學(xué)者采用計算流體動力學(xué)(CFD)方法建立了圓形規(guī)則井眼、鉆桿居中情況下的高速氣體攜巖沖蝕鉆桿的兩相流模型。模擬出相應(yīng)的環(huán)空氣體流場、沖蝕速度和巖屑顆粒運動軌跡等試驗結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)與鉆桿接頭斜坡碰撞的巖屑顆粒才對鉆桿有沖蝕作用,最大沖蝕速度發(fā)生在鉆桿接頭斜坡面上。
[0004]以往沖蝕機理研究大多采用計算機仿真模擬,雖然仿真模擬結(jié)果可以直觀反映沖蝕部位,但只能做定性研究,這樣對后續(xù)研究工作開展造成一定的影響。國內(nèi)一些研究機構(gòu)建立了全尺寸的模擬裝置,配套設(shè)備及人員投入十分巨大,不適宜對氣體攜巖沖蝕井進(jìn)行廣泛的實用性研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的是提供一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,具有結(jié)構(gòu)簡單、獲得數(shù)據(jù)精確的特點。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,包括有控制柜,控制柜的信號采集端通過固體流量計與矽砂漏斗相連,矽砂漏斗與試樣柜內(nèi)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(nèi)的進(jìn)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(guān)控制柜相連;
試樣柜內(nèi)設(shè)有載樣臺,載樣臺上設(shè)有差壓/風(fēng)速變送器,差壓/風(fēng)速變送器數(shù)據(jù)采集端與控制柜相連,皮托管放置在試驗箱中,并與差壓/風(fēng)速變送器相連,放置時避免與Y型采油樹模型試樣出口處于同一水平。
[0007]所述的Y型采油樹模型試樣的頂部設(shè)有評價部位,Y型采油樹模型試樣外側(cè)設(shè)有試樣支撐面,Y型采油樹模型試樣與噴砂槍之間設(shè)有混砂室,Y型采油樹模型試樣的下部設(shè)有進(jìn)氣管口和吸砂管口。
[0008]所述的吸砂管口與吸砂漏斗相連通。
[0009]本發(fā)明的有益效果是: 天然氣開采過程中,天然氣攜帶巖屑返出時會對井口 Y型采油樹造成沖蝕損傷。針對沖蝕造成損傷只能采用計算機進(jìn)行模擬,計算機模擬過于理想化這一弊端,本發(fā)明可定性、定量的反映使用Y型采油樹進(jìn)行天然氣開采過程中所造成的沖蝕損傷情況。
[0010]本發(fā)明結(jié)合油田現(xiàn)場反饋回的沖蝕問題,定量研究沖蝕部位,得到定量的沖蝕數(shù)據(jù)。
[0011]模擬天然氣開采過程時,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。為盡可能模擬砂粒從井底返出時對Y型采油樹造成沖蝕這一過程,必須保證砂粒和氣體充分混合且混合后的帶砂氣體垂直噴入。為實現(xiàn)這一點,在Y型采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。噴砂槍氣路出口長于進(jìn)砂口,這樣一種結(jié)構(gòu)可以使噴出的氣體在前部形成負(fù)壓,則砂??梢暂^好的被吸入。
[0012]固體流量計可實現(xiàn)15?200g/min進(jìn)砂量調(diào)節(jié),風(fēng)速儀和差壓/風(fēng)速變送器可測出Y型采油樹出口處氣體流速,使用調(diào)壓閥可調(diào)節(jié)氣體流量,可實現(xiàn)對砂粒返出速度的控制。
[0013]根據(jù)Y型采油樹比例模型試驗裝置,天然氣夾帶巖屑對Y型采油樹造成的沖蝕量,通過比例換算可以定性、定量反映Y型采油樹遭受的沖蝕情況。得到的數(shù)據(jù),結(jié)合計算機數(shù)模結(jié)果能偶說明Y型采油樹的沖蝕情況,更好的服務(wù)于油田現(xiàn)場生產(chǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明Y型采油樹模型試樣示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]參見圖1,一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,包括有控制柜1,控制柜I的信號采集端通過固體流量計2與矽砂漏斗3相連,矽砂漏斗3與試樣柜7內(nèi)的Y型采油樹模型試樣底部的噴砂槍14相連通,耐壓軟管11與Y型采油樹模型試樣底部噴砂槍14內(nèi)的進(jìn)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(guān)控制柜13相連;
試樣柜7內(nèi)設(shè)有載樣臺8,載樣臺8上設(shè)有差壓/風(fēng)速變送器4,差壓/風(fēng)速變送器4數(shù)據(jù)采集端與控制柜I相連,皮托管5放置在試驗箱中,并與差壓/風(fēng)速變送器4相連,放置時避免與Y型采油樹模型試樣出口處于同一水平。
[0018]所述的Y型采油樹模型試樣6的頂部設(shè)有評價部位18,Y型采油樹模型試樣6外側(cè)設(shè)有試樣支撐面17,Y型采油樹模型試樣與噴砂槍之間設(shè)有混砂室16,Y型采油樹模型試樣6的下部設(shè)有進(jìn)氣管口 9和吸砂管口 15。
[0019]所述的吸砂管口 15與吸砂漏斗3相連通。
[0020]試驗裝置如圖1所示,試驗條件如表I所示。
【權(quán)利要求】
1.一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,包括有控制柜(I),其特征在于,控制柜(I)的信號采集端通過固體流量計⑵與矽砂漏斗⑶相連,矽砂漏斗⑶與試樣柜(7)內(nèi)的Y型采油樹模型試樣底部的噴砂槍(14)相連通,耐壓軟管(11)與Y型采油樹模型試樣底部噴砂槍(14)內(nèi)的進(jìn)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(guān)控制柜(13)相連; 試樣柜(7)內(nèi)設(shè)有載樣臺(8),載樣臺(8)上設(shè)有差壓/風(fēng)速變送器(4),差壓/風(fēng)速變送器(4)數(shù)據(jù)采集端與控制柜(I)相連,皮托管(5)放置在試驗箱中,并與差壓/風(fēng)速變送器(4)相連,放置時避免與Y型采油樹模型試樣出口處于同一水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,其特征在于,所述的Y型采油樹模型試樣(6)的頂部設(shè)有評價部位(18),Y型采油樹模型試樣(6)外側(cè)設(shè)有試樣支撐面(17),Y型采油樹模型試樣(6)與噴砂槍之間設(shè)有混砂室(16),Y型采油樹模型試樣(6)的下部設(shè)有進(jìn)氣管口(9)和吸砂管口(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬氣井Y型采油樹沖蝕的試驗裝置,其特征在于,所述的吸砂管口(15)與吸砂漏斗(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(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】呂祥鴻, 趙國仙, 張鈞 申請人:西安石油大學(xué)