[發明專利]模擬壓力波在井筒中傳播的設備及其壓力波傳播模擬方法

在審

• 申請號: 201711445906.4
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108119128A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 班凡生;王子健;袁光杰;金根泰;陳博;張瑋
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;劉飛

本申請實施例提供了一種模擬壓力波在井筒中傳播的設備及其壓力波傳播模擬方法，該設備包括：模擬井筒，其包含可視短節，所述可視短節對外提供用以觀測所述模擬井筒內氣液界面的窗口；加氣裝置，用于向所述模擬井筒內提供氣體；加液裝置，用于向所述模擬井筒內提供液體，所述液體在所述可視短節內與所述氣體形成氣液界面；壓力波激發及檢測裝置，用于向所述模擬井筒內施加壓力波并檢測所述模擬井筒內的壓力變化；界面監測裝置，用于監測所述壓力波在所述模擬井筒內傳播過程中，所述可視短節內的氣液界面變化。本申請實施例可實現對天然氣井及地下儲氣庫井筒中的壓力波傳播模擬。

技術領域

本申請涉及天然氣井及地下儲氣庫井筒氣液界面檢測技術領域，尤其涉及一種模擬壓力波在井筒中傳播的設備及其壓力波傳播模擬方法。

背景技術

壓力波是指流場中某一局部區域或某一點處發生的擾動傳遞到其他區域的一個波動傳播過程。研究氣液兩相流體中的壓力波傳播具有重要意義。

研究表明，天然氣井及地下儲氣庫井筒狀況復雜，井筒內存在管柱接箍、井筒擴徑、井筒縮徑、套管鞋以及井內安全閥等，壓力波波形復雜且識別難度大。而目前，對于壓力波在天然氣井及地下儲氣庫井筒內氣體中的傳播速度和規律的研究，尚缺乏相應的技術手段。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種模擬壓力波在井筒中傳播的設備及其壓力波傳播模擬方法，以實現對天然氣井及地下儲氣庫井筒中的壓力波傳播模擬。

為達到上述目的，一方面，本申請實施例提供了一種模擬壓力波在井筒中傳播的設備，包括：

模擬井筒，其包含可視短節，所述可視短節對外提供用以觀測所述模擬井筒內氣液界面的窗口；

加氣裝置，用于向所述模擬井筒內提供氣體；

加液裝置，用于向所述模擬井筒內提供液體，所述液體在所述可視短節內與所述氣體形成氣液界面；

壓力波激發及檢測裝置，用于向所述模擬井筒內施加壓力波并檢測所述模擬井筒內的壓力變化；

界面監測裝置，用于監測所述壓力波在所述模擬井筒內傳播過程中，所述可視短節內的氣液界面變化。

優選的，所述模擬井筒包括第一金屬管、第二金屬管和第三金屬管，所述第一金屬管和所述第二金屬管之間設有軟管，所述第二金屬管的一端通過彎頭與所述可視短節的上端相連，所述可視短節的下端與所述第三金屬管相連。

優選的，所述軟管包括第一軟管和第二軟管，所述第一軟管和所述第二軟管之間設有微滲短節，所述微滲短節上設有用以檢測所述微滲短節的微滲流量的流量傳感器，所述流量傳感器和所述微滲短節之間設有控制閥。

優選的，所述軟管包括第一軟管和第二軟管，所述第一軟管和所述第二軟管之間設有變徑短節。

優選的，所述第二金屬管與所述彎頭的連接處設有與所述加氣裝置連接的控氣閥。

優選的，所述加液裝置包括依次相連的自動壓力泵、泄壓閥、液體容器和注液閥，所述注液閥與所述第三金屬管連通。

優選的，所述第三金屬管下端設有排液閥。

優選的，所述壓力波激發及檢測裝置包括回聲儀。

優選的，所述界面監測裝置包括攝像裝置。

優選的，所述攝像裝置安裝于升降平臺上，且其鏡頭朝向所述可視短節。

另一方面，本申請實施例還提供了一種采用上述模擬壓力波在井筒中傳播的設備的模擬壓力波在井筒中傳播的方法，包括以下步驟：

利用加氣裝置和加液裝置在可視短節內構造氣液界面并保持；