[發(fā)明專(zhuān)利]傾斜彎曲氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811214027.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109115135B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 麥洋;莫麗;毛良杰;王國(guó)榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B13/24
• 分類(lèi)號(hào): G01B13/24;G01B17/04
• 代理公司: 成都金英專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明涉及傾斜彎曲氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法。本裝置包括活塞式空氣壓縮機(jī)，控制閥，壓力表，導(dǎo)管，轉(zhuǎn)接頭，內(nèi)管，固定板，外觀，外管夾具，伸縮支桿，滑輪，滑槽，壓力傳感器，電纜，電腦，固定架。固定架由伸縮支桿、滑輪和滑槽組成，通過(guò)改變伸縮支桿的長(zhǎng)度，以及改變兩滑輪之間的位置，可以調(diào)整出實(shí)驗(yàn)需要模擬的彎曲管道弧形。活塞式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓氣體，高壓氣體流經(jīng)內(nèi)管引發(fā)振動(dòng)，通過(guò)控制閥和壓力表的組合，調(diào)節(jié)出與實(shí)況下采集氣體同樣的氣壓，然后在電腦上收集壓力傳感器在氣壓通過(guò)內(nèi)管時(shí)振動(dòng)使內(nèi)管變形的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：安全可靠、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量數(shù)據(jù)精確，高度還原了高壓氣井彎曲管柱的采氣工作狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體力學(xué)和天然氣開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，特別是傾斜彎曲氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

高產(chǎn)氣井生產(chǎn)管柱是高速氣體流通的通道，由于儲(chǔ)存供給，流量和壓力變化，高產(chǎn)氣井氣流激勵(lì)，頻繁的開(kāi)關(guān)井作業(yè)，在動(dòng)載荷的作用下，管柱的振動(dòng)是極其重要的研究?jī)?nèi)容。

在傳統(tǒng)的油氣開(kāi)采過(guò)程中，輸氣管由于管中的氣體流速，從而導(dǎo)致一定的變形，對(duì)于油氣的開(kāi)采產(chǎn)生一定的影響。

本發(fā)明在油氣開(kāi)采的過(guò)程中，對(duì)導(dǎo)管的形變進(jìn)行了一定的測(cè)量與控制，讓導(dǎo)管的形變?cè)陔娔X中示出，從而能通過(guò)控制氣體的流量來(lái)控制導(dǎo)管的形變。進(jìn)而，在油氣開(kāi)采過(guò)程中，由于對(duì)導(dǎo)管的形變有了一定的測(cè)量與控制，從而提高作業(yè)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種安全可靠、操作簡(jiǎn)單、測(cè)量數(shù)據(jù)精確、作業(yè)簡(jiǎn)單，可適用于高壓氣井彎曲管柱的傾斜彎曲氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法。

傾斜彎曲氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于：包括活塞式空氣壓縮機(jī)，控制閥，壓力表，導(dǎo)管，轉(zhuǎn)接頭，內(nèi)管，固定板，外管，外管夾具，伸縮支桿，滑輪，滑槽，壓力傳感器，電纜，電腦 ，固定架。固定架由伸縮支桿、滑輪和滑槽組成，通過(guò)改變伸縮支桿的長(zhǎng)度，以及改變兩滑輪之間的位置，可以調(diào)整出實(shí)驗(yàn)需要模擬的彎曲管道 弧形。活塞式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓氣體，高壓氣體流經(jīng)內(nèi)管引發(fā)振動(dòng)，通過(guò)控制閥和壓力表的組合，調(diào)節(jié)出與實(shí)況下采集氣體同樣的氣壓，然后在電腦上收集壓 力傳感器在氣壓通過(guò)內(nèi)管時(shí)振動(dòng)使內(nèi)管變形的數(shù)據(jù)。所述伸縮支桿液壓桿制作，具有良好的伸縮性能和精度，并且和保持相應(yīng)位置靜止。所述的滑槽和滑輪都是用鋼材制造，以鋼軌作為滑槽，滑輪必須帶有動(dòng)力和制動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而可以保證 滑輪的運(yùn)動(dòng)和位置保持。

所述的外管采用PVC軟管，在保證柔韌性的同時(shí)具有一定的透明度。

所述固定板要強(qiáng)度足夠，能夠在高壓通過(guò)內(nèi)管過(guò)程中仍可以固定內(nèi)管在外管中的位置。

所述內(nèi)管上的多組壓力傳感器環(huán)繞于管的四周，每層傳感器等間距間隔 90 °分布于導(dǎo)管上，10層共40個(gè)，便于更準(zhǔn)確地測(cè)出內(nèi)管上各處的變形情況。使之可以準(zhǔn) 確地描述內(nèi)管的變形。

所述內(nèi)管采用PVC材料，便于收集數(shù)據(jù)。

所述活塞式空氣壓縮機(jī)，控制閥，壓力表，導(dǎo)管，轉(zhuǎn)接頭，內(nèi)管整個(gè)輸氣管路為密封結(jié)構(gòu)，從而高度模擬井下真實(shí)進(jìn)氣狀態(tài)。

一種大斜度彎曲型高壓氣井生產(chǎn)管柱振動(dòng)變形的實(shí)驗(yàn)裝置的組裝步驟如下：

S1、選擇合適的位置安裝實(shí)驗(yàn)所用的固定架：首先安裝滑槽，然后安裝滑輪，最后再安裝上伸縮支桿。調(diào)整和各個(gè)裝置，觀察固定架是否能夠滿足設(shè)計(jì)要求，完成各個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)，調(diào)試使其可以正常工作。

S2、安裝外管：將外管夾具安裝到伸縮支桿的頂部，然后將固定架調(diào)整至合適的位置，再將外管適當(dāng)彎曲并固定在外管夾具上。

S3、安裝壓力傳感器：在內(nèi)管上安壓力傳感器，壓力傳感器環(huán)繞于管的四周，每層傳感器等間距間隔90 °分布于內(nèi)管上，10層共40個(gè)。