[發明專利]一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能實驗裝置和方法

在審

• 申請號: 201910516458.5
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN112082892A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 王廷春;孫光鵬;吳德松;劉銘剛;樊朝斌;涂茂川;李千登;方曉慶;楊勇;高凱歌
• 申請（專利權）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青島安全工程研究院;中石化西南石油工程有限公司
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/02
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 趙以芳

本發明公開了一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能實驗裝置，包括高壓流體泵送部分、變角度節流閥沖蝕模擬部分、泥漿回收部分；本發明還公開了一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能的實驗方法。本發明可準確地模擬混氣重泥漿條件下實施節流壓井對節流閥及節流管匯的沖蝕作用，評價節流閥可靠性、耐沖蝕性以及對井控工藝要求的符合性、適應性。

技術領域

本發明涉及油氣井井控安全技術領域，尤其涉及一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能實驗裝置和方法。

背景技術

三高油氣井是指具有高壓、高產或高含硫特點的油氣井。在鉆井過程中，由于三高井的安全生產特殊性，一旦發生井噴失控事故，地層氣體涌入鉆具并攜帶鉆井液涌出地面，極易會造成油氣資源及設備設施嚴重破壞、人員重大傷亡及惡劣的社會影響，因此，其安全管理和風險管控是否到位變得尤為重要。

節流閥是井控管匯中的關鍵設備，節流閥能否正常工作直接關系到壓井的成敗，有必要對不同類型的節流閥進行動態模擬試驗，檢驗節流閥在實施節流壓井時的可靠性、耐沖蝕性和對井控技術與工藝要求的符合性、適應性，為節流壓井實戰提供決策依據。

中國專利CN105547885A提供了一種氣井沖蝕實驗系統及其沖蝕方法和流束調節裝置，可實現更加精確地噴射落點控制，從而保證噴射在實驗樣品上的流體與實驗樣品的夾角變化范圍極小，通過調整實驗樣品與噴射流體的角度，實現達到精確控制入射角的目的；專利CN105547884A提供的一種噴射式沖蝕實驗裝置，能模擬井下高溫高壓環境的噴射式沖蝕工況。

中國專利CN205643122U提供一種噴射式流固耦合沖蝕實驗裝置，能夠實現高流速與高砂比作業，而且還能夠實現電化學的實時測量；文章《40Cr在高壓液固兩相流中的沖蝕行為》提供了一種節流閥沖蝕實驗裝置，可精確控制攻角、砂含量和系統壓力參數，從而節流閥閥芯材料40Cr在不同攻角下的沖蝕行為；文章《高速噴射式沖刷腐蝕實驗裝置的研制及其實時動態電化學測試》提供了一套高速噴射式沖刷腐蝕實驗裝置，配有靈活的噴射距離和攻角調節系統，可用于探究噴射距離及噴射角度對節流閥材料的沖蝕程度。

上述公開的沖蝕實驗裝置主要集中在采用高壓流體對節流閥材料掛片進行單點沖蝕的方法進行，而沒有針對節流閥進行整體沖蝕性能評價研究，并沒有考慮到在三高氣井壓井施工情況下鉆井液和井下氣體混合且連續噴出的工況。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明公開了一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能實驗裝置和方法。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種三高油氣井節流閥抗沖蝕性能實驗裝置，包括相連接的高壓流體泵送部分、變角度節流閥沖蝕模擬部分和泥漿回收部分。

作為本發明的進一步優選，所述高壓泵送部分包括穩壓儲氣罐、變壓吸附制氮機，其中變壓吸附制氮機與穩壓儲氣罐的底部連接，穩壓儲氣罐與三相混合器連接；

作為本發明的進一步優選，所述泥漿回收部分包括泥漿泵，儲漿罐與泥漿泵連接，泥漿泵與三相混合器相連接，氣液分離器還與緩沖罐連接，緩沖罐連接至回漿泵的入口，回漿泵的出口通過管線與儲漿罐的頂部連接；

作為本發明的進一步優選，所述變角度節流閥沖蝕模擬部分包括節流閥和節流管匯，三相混合器出口與節流閥的一端連接，節流閥的另一端與節流管匯的一端連接，節流管匯的另一端與氣液分離器連接。

作為本發明的進一步優選，在所述泥漿泵的出口與三相混合器相連接的管線上設置液體流量計；在穩壓儲氣罐與所述三相混合器相連接的管線上設置有氣體減壓閥、氣體流量計和單向閥。

作為本發明的進一步優選，在穩壓儲氣罐與所述三相混合器相連接的管線上設置有氣體減壓閥、氣體流量計和單向閥。

作為本發明的進一步優選，所述三相混合器與節流閥之間安裝有第一壓力計和泄壓三通閥。