[發(fā)明專利]一種實驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910470062.1
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN112014255A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 王世潔;張杰;龍武;翟科軍;胡文革;萬小勇;徐燕東;吳春洪;潘麗娟;黃知娟;黃傳艷;李丹丹;宋海;蘇鵬;李渭亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司西北油田分公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01M13/003
• 代理公司: 北京聿華聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11611
• 代理人: 羅華;劉華聯(lián)

本發(fā)明提供一種實驗裝置，包括氣源、高壓氣體儲氣罐、高壓泵、流體加熱器、高壓固體儲罐、混合裝置和節(jié)流閥試件。其中，氣源與高壓氣體儲氣罐連接，高壓泵分別與高壓氣體儲氣罐和流體加熱器連接。高壓固定儲罐和流體加熱器分別與混合裝置連接，混合裝置與節(jié)流閥試件連接。氣源為二氧化碳氣體。本發(fā)明提供的實驗裝置，能夠針對目前試井過程中常用節(jié)流閥，在室內(nèi)模擬易燃易爆氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損過程，研究不同參數(shù)對節(jié)流閥的沖蝕磨損規(guī)律，并且安全可靠。

技術領域

本發(fā)明屬于采油工程技術領域，具體涉及一種用于研究節(jié)流閥的沖蝕磨損規(guī)律的實驗裝置。

背景技術

節(jié)流閥是用以控制氣井產(chǎn)量的節(jié)流裝置，在油氣井測試及生產(chǎn)過程中，需要利用不同規(guī)格的節(jié)流閥用以控制生產(chǎn)壓差，調(diào)節(jié)油氣產(chǎn)量，對于油氣生產(chǎn)而言較為關鍵。在氣井生產(chǎn)過程中，氣體流經(jīng)節(jié)流閥時，在節(jié)流閥處壓差較大、流速較高、流態(tài)較為復雜，容易產(chǎn)生節(jié)流閥沖蝕，尤其對于含有固相顆粒的氣固兩相流，對節(jié)流閥的沖蝕磨損現(xiàn)象愈發(fā)明顯。由于在節(jié)流閥處管徑變化較大，幾何形狀較為復雜，因此含有固相顆粒的天然氣氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損較為嚴重。一方面，節(jié)流閥的損壞給生產(chǎn)安全帶來了一定隱患；另一方面，節(jié)流閥的頻繁更換給生產(chǎn)效益帶來了嚴重影響。然而，目前高壓氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損機理尚不明確，井上高壓氣體以甲烷等易燃易爆氣體為主，室內(nèi)實驗危險性大，操作困難，鮮有實驗設備可以完成此類高壓氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損實驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠針對目前試井過程中常用節(jié)流閥，在室內(nèi)模擬易燃易爆氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損過程，研究不同參數(shù)對節(jié)流閥的沖蝕磨損規(guī)律的實驗裝置，并且安全可靠。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為：

一種實驗裝置，包括氣源、高壓氣體儲氣罐、高壓泵、流體加熱器、高壓固體儲罐、混合裝置和節(jié)流閥試件。其中，氣源與高壓氣體儲氣罐連接，高壓泵分別與高壓氣體儲氣罐和流體加熱器連接。高壓固定儲罐和流體加熱器分別與混合裝置連接，混合裝置與節(jié)流閥試件連接。氣源為二氧化碳氣體。

根據(jù)本發(fā)明的實驗裝置，能夠利用室內(nèi)易操作氣體模擬現(xiàn)場中易燃易爆氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕磨損過程，針對目前試井過程中常用節(jié)流閥，研究不同參數(shù)對節(jié)流閥的沖蝕磨損規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)場發(fā)生沖蝕過程氣體的物性參數(shù)以及節(jié)流閥的尺寸得到實驗室所用二氧化碳氣體的物性參數(shù)以及節(jié)流閥試件的尺寸，利用本發(fā)明涉及的實驗裝置中的高壓泵和加熱器通過調(diào)節(jié)壓力和溫度控制二氧化碳的物性參數(shù)，可以模擬不同參數(shù)氣固兩相流對節(jié)流閥的沖蝕過程，得到節(jié)流閥磨損規(guī)律及其影響因素，為試井現(xiàn)場中節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)設計及參數(shù)控制提供依據(jù)。另外，整個實驗操作過程中采用二氧化碳氣體，從而能夠確保整個實驗操作過程安全可靠。

對于上述技術方案，還可進行如下所述的進一步的改進。

根據(jù)本發(fā)明的實驗裝置，在一個優(yōu)選的實施方式中，高壓氣體儲氣罐包括第一高壓氣體儲氣罐和第二高壓氣體儲氣罐。

采用兩個高壓氣體儲氣罐同時工作的方式，保證了沖蝕磨損的循環(huán)進行，其中一個罐在高壓泵的作用下進行氣固兩相流沖蝕磨損節(jié)流閥試件的同時，另一個罐可對二氧化碳氣體進行補充和回收，兩個高壓氣體儲氣罐交替工作，可以保證沖蝕磨損實驗的連續(xù)性。

進一步地，在一個優(yōu)選的實施方式中，高壓泵包括第一高壓泵和第二高壓泵。其中，第一高壓泵分別與第一高壓氣體儲氣罐和流體加熱器連接。第二高壓泵分別與第二高壓氣體儲氣罐和流體加熱器連接。

兩個高壓氣體儲氣罐通過不同的兩條通道與加熱器連接，這樣能夠增加實驗裝置的工作穩(wěn)定性和使用壽命，從而確保實驗過程穩(wěn)定。

具體地，在一個優(yōu)選的實施方式中，第一高壓泵與第一高壓氣體儲氣罐之間、第二高壓泵與第二高壓氣體儲氣罐之間和流體加熱器與高壓泵之間均設有高壓閥。