[發明專利]氣液固三相分離特性試驗自動供給系統

有效

• 申請號: 201910311906.8
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109939578B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉新福;王優強;張平;周超;王亞瑩;何鴻銘
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01F3/12
• 分類號: B01F3/12;B01F7/26;B01F15/00;B01F3/00
• 代理公司: 深圳國海智峰知識產權代理事務所(普通合伙) 44489
• 代理人: 王慶海;劉軍鋒

1.一種氣液固三相分離特性試驗自動供給系統，主要由氣體模擬器、固液攪拌器、固液增壓器、三相混流器和自動供給控制系統組成，遠程自動調控高壓氮氣、高壓固液流和三相模擬流的供給，實施油氣開采多相分離特性試驗的氣液固三相流供給作業流程，其特征在于：

一氣體模擬器；所述氣體模擬器依據氮氣調壓閥并結合高壓氮氣模擬試驗控制系統自動供給連續穩定和流壓可調的高壓氮氣，所述氣體模擬器包括氮氣罐、排氣管匯、氮氣調壓閥、智能氮氣流量計和輸氣管匯；氮氣罐采用可移動式管制氣瓶，且氮氣罐經排氣管匯并由輸氣管匯與進氮氣管相連，氮氣調壓閥采用壓力氣動控制閥，同時智能氮氣流量計采用孔板式氣體流量計；

一固液攪拌器；所述固液攪拌器依據固粒攪拌泵并結合常壓固液供給控制系統供給連續穩定的常壓固液流，所述固液攪拌器包括常壓攪拌罐、固粒攪拌泵、常壓輸固液管匯和智能固液流量計；智能固液流量計采用渦輪式液體流量計，常壓攪拌罐通過排液管與常壓輸固液管匯相連并經由泵進液管與固液增壓泵連為一體；常壓攪拌罐采用立式筒形罐體，常壓攪拌罐由進水管、排液管、攪拌罐體和泵支座組成，其攪拌罐體的底端設置裙裝套筒進行支撐，且泵支座采用十字交叉型的工字鋼桁架構造；固粒攪拌泵由電機、離心泵和長軸式攪拌輪組成，固粒攪拌泵的電機和離心泵采用一體化構造，且其長軸式攪拌輪的輪軸下部設有雙層攪拌葉輪；

一固液增壓器；所述固液增壓器依據固液增壓泵和固液調控閥并結合高壓固液模擬試驗控制系統自動供給連續穩定和流壓可調的高壓固液流，所述固液增壓器包括泵進液管、變頻電機、固液增壓泵、泵出液管、高壓輸固液管匯和固液調控閥；固液增壓泵經泵出液管與高壓輸固液管匯及其上的固液調控閥相連并由進固液管與三相混流器連為一體，固液增壓泵采用單螺桿泵，固液增壓泵的螺桿外表面與其泵殼的殼壁之間形成螺旋形通道，依據混流壓力和常壓攪拌罐內的液位狀況，變頻電機自動調整其上變頻器的頻率，進而控制固液增壓泵的螺桿轉速并將常壓固液流加壓而形成高壓固液流，固液調控閥采用壓力氣動控制閥；

一三相混流器；所述三相混流器依據三相混流管并結合高壓混流模擬試驗控制系統自動供給連續穩定的三相模擬流，所述三相混流器包括三相混流管和智能三相流量計；智能三相流量計采用渦輪式多相流量計，三相混流管經進氮氣管與氣體模擬器相連并由進固液管與固液增壓器連為一體；三相混流管采用水平布置的管體，三相混流管由進氮氣管、進固液管、混流外管、混流內管和排混流管組成，混流內管和混流外管由內而外同軸心布置并構成混流雙層管；進固液管采用錐狀噴管，且混流外管采用粗長管體，同時混流內管由壓縮管段、平流管段和擴散管段組合而成，混流內管的平流管段采用細長管體，且其壓縮管段和擴散管段均采用錐形管體；

一自動供給控制系統；所述自動供給控制系統包括高壓氮氣模擬試驗控制系統、常壓固液供給控制系統、高壓固液模擬試驗控制系統和高壓混流模擬試驗控制系統，并遠程自動調控高壓氮氣、高壓固液流和三相模擬流的供給，高壓氮氣模擬試驗控制系統通過壓力釋放閥自動釋放超壓工況時的高壓氮氣并調整氮氣罐內的壓力；高壓氮氣模擬試驗控制系統中，智能氮氣流量計實時監測高壓氮氣的流量、流壓和溫度，壓力釋放閥和氮氣調壓閥間的排氣管匯上設有自力式壓力調節閥，智能氮氣流量計和進氮氣管間的輸氣管匯上設有壓力變送器；常壓固液供給控制系統和高壓固液模擬試驗控制系統中，智能固液流量計實時監測常壓固液流的瞬時流量和累積流量，變頻電機前設有就地控制盤、轉換開關和變頻器，常壓攪拌罐的罐壁上設有液位變送器，高壓輸固液管匯上設有壓力變送器；高壓混流模擬試驗控制系統中，混流外管和排混流管的管壁上均設有壓力變送器，智能三相流量計實時監測三相模擬流的瞬時流量和累積流量。

2.根據權利要求1所述的氣液固三相分離特性試驗自動供給系統，其特征在于：所述氣體模擬器的氮氣罐內存儲高壓氮氣，排氣管匯上設有氮氣調壓閥且輸氣管匯上設有智能氮氣流量計，氮氣調壓閥依據三相混流器內的混流壓力將自力式壓力調節閥調壓后的設計壓力調整至模擬氣壓力，智能氮氣流量計采用先進的微功耗方式自動進行調壓后高壓氮氣壓力和溫度的補償。

3.根據權利要求1所述的氣液固三相分離特性試驗自動供給系統，其特征在于：所述固液攪拌器的常壓輸固液管匯上設有智能固液流量計，智能固液流量計采用微機控制和超低功耗的方式進行計量；常壓攪拌罐的進水管和排液管分別布置于其攪拌罐體的上部和下部，泵支座通過焊接固定于攪拌罐體的頂部，同時泵支座的桁架交叉部位設有雙法蘭盤。