[實用新型]一種液、氣固兩相流管路沖蝕演示實驗裝置

有效

• 申請號: 201621181821.0
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN206249696U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 陳成;張盼盼;楊志;馬軍鵬;劉穩;劉星;柯振興
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 李蕊,李林合

技術領域

本實用新型涉及一種液、氣固兩相流管路沖蝕演示實驗裝置，屬于油氣田開發流動保障技術領域。

背景技術

實際生產中地面管線的沖蝕問題是一直無法避免的問題，伴隨管線沖蝕所引起的風險時有發生，比如沖蝕引起管線穿孔、造成管線磨損等問題。一般油氣井生產過程中地層都會出砂，產出的氣體或者流體或多或少帶有一定砂粒，含砂的流體進入管道，會造成管壁磨損、引起管道的振動及噪音。現有管線沖蝕的研究手段有軟件模擬和沖蝕實驗。沖蝕試驗裝置按其結構形式分為旋轉式沖蝕實驗、管流式沖蝕實驗、噴射式沖蝕實驗、射流式實驗裝置，這些方式的優缺點具體如下：

旋轉式實驗裝置的優點：設備簡單、成本低、易操作、實驗周期短、維修方便等優點；缺點：由于試樣不停地旋轉，不易于進行電化學分析測試，更不易控制沖蝕角度，此外旋轉造成的渦流會對沖蝕速度造成影響故而不能準確測量沖蝕臨界速度。

管流式沖蝕裝置的主要優點是能夠很好模擬管道沖刷的實際工況，能結合流體力學相關原理解釋實際應用現象，實用性很強；缺點是由于管道占據空間大，所需試驗所需的溶液量大，周期長，費用高，且承受的壓力最大只有2Mpa，不能模擬高壓環境。

噴射式沖蝕實驗的優點可準確控制流體流速，實驗周期短；缺點是很難精確控制料漿液流的流速，不是循環系統，且僅在常壓下進行。其中，噴射式實驗裝置研究沖蝕是目前國內外對沖蝕研究一種主要的實驗方法。

射流式沖蝕裝置是利用高速流體經射流裝置產生的負壓將砂粒吸入腔室與液體混合，然后經噴嘴噴至測試試樣表面，能很好控制流速和沖蝕角度，為循環系統，也易電化學的分析測試；缺點是沖蝕試樣僅為一薄片，與實際沖蝕元件不一致，且測試步驟繁瑣。現有的沖蝕實驗裝置沖蝕試樣僅為一薄片，且模擬工況單一，這些與實際沖蝕情況不符。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種液、氣固兩相流管路沖蝕演示實驗裝置，能夠實現一套實驗裝置模擬兩種沖蝕工況，使得更貼近現場生產，解決了傳統沖蝕實驗裝置的沖蝕試樣僅為薄片，砂粒與液體混合不均勻，砂粒含量無法控制，物料不能循環利用等問題，考慮油氣井實際沖蝕工況，采用閘閥進行切換液固兩相流沖蝕與氣固兩相流沖蝕流程。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種液、氣固兩相流管路沖蝕演示實驗裝置，包括空壓機、儲氣罐、砂斗、攪拌器、調節閥、一號閘閥、四通腔室、混砂器、加速裝置、軟管、噴嘴、沖蝕試樣、液固分離器、儲液罐、離心泵、二號閘閥；

所述四通腔室具有三個入口和一個出口，所述液固分離器具有一個入口和兩個出口即液體出口、固體出口，所述四通腔室的出口、混砂器、加速裝置、帶有壓力接頭的軟管、噴嘴、沖蝕試樣、液固分離器的入口依次連接；

所述四通腔室的三個入口分別與調節閥、一號閘閥、二號閘閥連接，所述空壓機、儲氣罐、一號閘閥依次連接，所述攪拌器安裝在砂斗內，所述砂斗下端與調節閥連接，所述儲液罐具有出口與入口，所述儲液罐的出口、離心泵、二號閘閥依次連接，所述儲液罐的入口與液固分離器的液體出口連接。

進一步的是，所述儲氣罐、儲液罐上均設有壓力調節閥和流量計。

進一步的是，所述液固分離器的固體出口下方設有盛砂瓶。

進一步的是，所述軟管上設有十字軌道架，十字軌道架的存在是為了固定軟管的位置，防止實驗過程中軟管發生晃動。

本實用新型具有以下有益效果：本實用新型能夠實現一套實驗裝置模擬兩種沖蝕工況，使得更貼近現場生產，解決了傳統沖蝕實驗裝置的沖蝕試樣僅為薄片，砂粒與液體混合不均勻，砂粒含量無法控制，物料不能循環利用等問題，考慮油氣井實際沖蝕工況，采用閘閥進行切換液固兩相流沖蝕與氣固兩相流沖蝕流程。本實用新型還采用混砂器這種射流結構，能加快初次混合物的流動，能夠很好地提高二次混合的效果，經加速管段加速進而通過沖蝕噴頭以高速沖蝕試樣；噴頭所在連接管線上噴頭之前有一段軟管，可實現多角度沖蝕；本實用新型克服了傳統噴射沖蝕裝置受流速的影響而使得進入混砂器的固體顆粒量無法控制，避免了循環過程中固體顆粒進入管路對管路的損害。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中所示：1-空壓機，2-儲氣罐，3-砂斗，4-攪拌器，5-調節閥，6-一號閘閥，7-四通腔室，8-混砂器，9-加速裝置，10-軟管，11-噴嘴，12-沖蝕試樣，13-液固分離器，14-儲液罐，15-離心泵，16-二號閘閥，17-盛砂瓶，18-十字軌道架。

具體實施方式