[發明專利]沖蝕速率的確定系統和方法

在審

• 申請號: 201710946252.7
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107941906A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 王云
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李輝,徐煥

技術領域

本申請涉及油氣開采技術領域，特別涉及一種沖蝕速率的確定系統和方法。

背景技術

在進行油氣開采的過程中，產生的高速運動的流體往往會對油管、井口，以及地面管線等造成沖蝕，即對油管、井口的管壁造成損害，例如對管壁造成腐蝕或磨損。當上述流體中還同時包含有砂粒等固相顆粒時，上述沖蝕效果會更加嚴重，甚至會在油管、井口的管壁上形成穿孔，影響油氣的正常開采。因此，具體施工時，往往會先對油管、井口的管壁所受到的沖蝕速率進行具體的分析，以便后續可以針對性地采取措施對油管、井口的管壁進行保護，以減少沖蝕產生的損害，延長使用壽命。

油管中的彎頭(即油氣管中用于改變管路方向的管件)不同于直管，彎頭的結構相對復雜、不規則，通常具有一定的夾角，因此在受到流體的沖蝕情況下，相對于直管，流體沖蝕對彎頭的影響會更為復雜。

目前為了確定彎頭的沖蝕速率，通常是采用濕重法進行處理。具體實施時，大多會先測定初始彎頭的質量，向彎頭充入一段時間的天然氣后，停止充氣，測定充氣后的質量，根據充氣前后的質量差、充氣時間，以及彎頭的表面積計算彎頭的沖蝕速率。但是，具體實施時，受限于方法本身，上述方法往往只能確定某一個預設時間段內彎頭的平均沖蝕速率；并且上述方法只能測得彎頭管壁整體的平均沖蝕速率，而無法確定彎頭某幾個具體位置的沖蝕速率。綜上可知，現有方法具體實施時，往往存在不能實時、準確地確定彎頭管壁不同位置沖蝕速率的技術問題。

針對上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本申請實施方式提供了一種沖蝕速率的確定系統和方法，以解決現有方法中存在的不能實時、準確地確定彎頭管壁不同位置沖蝕速率的技術問題，達到實時、準確地確定彎頭管壁預設位置的沖蝕速率的技術效果。

本申請實施方式提供了一種沖蝕速率的確定系統，包括：第一氣源、第一壓縮泵、加熱裝置、高壓環路、多個超聲波探頭，其中：

所述第一氣源與所述第一壓縮泵相連，所述第一壓縮泵通過導管與所述高壓環路的一端相連，所述高壓環路的另一端連接有待確定沖蝕速率的彎頭樣品，

所述第一氣源，用于按照第一流速，向所述高壓環路充入的第一氣體；

所述第一壓縮泵，用于為所述高壓環路提供預設壓強；

所述加熱裝置，設在所述導管上，用于將流經所述導管的氣體加熱至預設溫度；

所述多個超聲波探頭，分別布設在所述彎頭樣品的管壁外側的預設位置，用于獲取所述彎頭樣品的沖蝕速率。

在一個實施方式中，所述系統還包括第一流量計，所述第一流量計設置于所述第一氣源和所述第一壓縮泵之間，用于檢測所述第一氣體的流速。

在一個實施方式中，所述系統還包括第一溫度表，所述第一溫度表設置于所述導管與所述高壓環路的連接處，用于檢測流入所述高壓環路的氣體的溫度。

在一個實施方式中，所述預設位置至少包括：所述彎頭樣品的進氣端的管壁外側、所述彎頭樣品的出氣端的管壁外側。

在一個實施方式中，所述系統還包括處理器，所述處理器與所述超聲波探頭相連，用于獲取所述彎頭樣品的沖蝕速率，并根據所述沖蝕速率，確定所述彎頭樣品中預設位置的沖蝕程度，和/或，確定所述彎頭樣品中多個預設位置的沖蝕速率與時間的變化關系。

在一個實施方式中，所述系統還包括氣液分離器、液體收集器、氣體收集器，其中，

所述氣液分離器與所述彎頭樣品的出氣端相連，用于分離經所述彎頭樣品排出的氣體和液體；

所述液體收集器與所述氣液分離器相連，用于收集經所述彎頭樣品排出的液體；

所述氣體收集器與所述氣液分離器相連，用于收集經所述彎頭樣品排出的氣體。

在一個實施方式中，所述系統還包括加砂裝置、液體罐，其中，

所述加砂裝置與所述導管相連，用于向所述高壓環路充入滿足固相顆粒濃度和固相顆粒粒徑的砂體；

所述液體罐與所述導管相連，用于按照預設液體流速，向所述高壓環路充入預設液體。

在一個實施方式中，在所述液體罐和所述導管之間還設有第二壓縮泵。

在一個實施方式中，所述系統還包括第二氣源、第三氣源，其中，

所述第二氣源與所述導管相連，用于按照第二流速向所述高壓環路充入第二氣體；

所述第三氣源與所述導管相連，用于按照第三流速向所述高壓環路充入第三氣體。