[發明專利]一種高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201811073421.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN108894772A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 尚校森;白英睿;王增寶;董長銀;朱躍成;劉城彤
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

1.一種高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，包括井筒系統、氣水增壓注入系統；

井筒系統包括井筒模型、模型支架，模型支架用于固定支撐井筒模型，井筒模型上設有高壓可視窗口，井筒模型外側設有加溫保溫層，加溫保溫層用于給井筒模型加熱保溫；

氣水增壓注入系統包括液體增壓注入裝置、氣體增壓注入裝置，液體增壓注入裝置和氣體增壓注入裝置均通過高壓管線與井筒模型連接，液體增壓注入裝置用以將液體注入到井筒模型中，氣體增壓注入裝置用以將氣體注入到井筒模型中。

2.根據權利要求1所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，模型支架包括兩個立架，兩個立架頂端均設有軸承座，兩個軸承座上設有支撐軸，支撐軸通過支撐圈與井筒模型外壁連接；立架底部設有升降腳和腳輪，腳輪用于帶動整個井筒系統的移動，升降腳用于定點固定。

3.根據權利要求1所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，井筒模型為圓柱形模型，井筒模型內徑為76mm，高度為300cm，井筒模型為不銹鋼；

進一步優選的，高壓可視窗口為圓形窗口，高壓可視窗口的內徑為20mm。

4.根據權利要求1所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，高壓可視窗口對稱分布于井筒模型的軸向兩側，每一側的高壓可視窗口之間的間距均為20cm；

進一步優選的，高壓可視窗口包括視窗體、高壓玻璃、壓環，視窗體與井筒模型通過貫穿口貫穿，高壓玻璃與貫穿口之間設有密封墊，高壓玻璃外側設有壓環，壓環用以固定高壓玻璃；高壓玻璃為高硼硅強化玻璃，高壓玻璃的耐壓為30MPa。

5.根據權利要求1所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，加溫保溫層包括電加熱圈、保溫套層，電加熱圈設于井筒模型外側，保溫套層設于電加熱圈外側。

6.根據權利要求1所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，液體增壓注入裝置包括常壓儲液罐，常壓儲液罐通過高壓管線與高壓液體泵相連，高壓液體泵通過高壓管線與調壓閥相連；

優選的，高壓液體泵與調壓閥之間設有單向止回閥、液體流量計、壓力傳感器；

進一步優選的，常壓儲液罐的容積為2m³，用以儲存液體；高壓液體泵排量0-2.0m³/h、工作壓力0-15MPa，用以將常壓儲液罐內的液體增壓到實驗壓力；液體流量計測試范圍0-2.0m³/h、工作壓力0-15MPa，用以計量高壓下液相流量；壓力傳感器測壓范圍0-30MPa，用以計量增壓后流向井筒模型的液相壓力；調壓閥用以調節增壓后流向井筒模型的水相壓力；單向止回閥用以保持水相沿高壓管線單向流動；高壓管線內徑13mm、耐壓40MPa。

7.根據權利要求6所述的高溫高壓可視化井筒氣液流態模擬實驗裝置，其特征在于，氣體增壓注入裝置包括氣源瓶，氣源瓶通過高壓管線與氣體增壓系統相連，氣體增壓系統包括空氣壓縮機和氣體增壓泵，空氣壓縮機通過高壓管線與氣體增壓泵連接；氣體增壓泵通過高壓管線與高壓儲氣罐相連，高壓儲氣罐通過高壓管線與調壓閥相連；

優選的，高壓儲氣罐與調壓閥之間設有高壓氣體流量計、單向止回閥，高壓儲氣罐上設有壓力傳感器；

進一步優選的，空氣壓縮機排量400L/min、工作壓力0.7MPa，用以驅動氣體增壓泵工作；所述的氣體增壓泵工作壓力0-40MPa，用以將氣體增壓到高壓儲氣罐中；高壓儲氣罐容積1m³，耐壓40MPa，用以存儲高壓氣體；高壓氣體流量計測試范圍0-2.0m³/h、工作壓力0-15MPa，用以計量高壓下氣相流量；壓力傳感器測壓范圍0-30MPa，用以計量高壓儲氣罐流向井筒模型的氣相壓力；調壓閥用以調節高壓儲氣罐流向井筒模型的氣相壓力；單向止回閥用以保持氣相沿高壓管線單向流動；高壓管線內徑13mm、耐壓40MPa。