[發(fā)明專利]氣井出砂檢測實驗裝置

有效

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• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111257177B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 王鍇;劉剛;劉志國;李祎宸;王剛
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 青島鼎丞智佳知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37277
• 代理人: 韓耀朋

本發(fā)明提出一種氣井出砂檢測實驗裝置，與供氣組件連接，包括管道，所述管道上設有至少一個篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)上設有多個可檢測振動信號的第一檢測件，多個所述第一檢測件沿所述篩網(wǎng)的周向方向按預設間隔設置，還包括執(zhí)行器，以及與所述執(zhí)行器電性連接的儲存器，所述儲存器內(nèi)存有預設程序，該預設程序被所述執(zhí)行器執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：對多個所述第一檢測件檢測的信號中出砂信號的時域信號進行峭度分析和SD表征偏差分析，根據(jù)流速和粘度對計算出的峭度和SD表征偏差的計算值進行校驗，將校驗后的峭度和SD表征偏差的計算值與預設的版圖進行比對，賦予砂粒尺寸系數(shù)和砂粒形狀系數(shù)，根據(jù)尺寸系數(shù)和砂粒形狀系數(shù)生成相應的三維圖像。

技術領域

本發(fā)明涉及石油鉆井技術領域，尤其涉及一種氣井出砂檢測實驗裝置。

背景技術

含砂多相管流廣泛的存在石油、化工、冶金等各個行業(yè)中，在線表征含砂多相管流中的砂粒信息對保證含砂管流安全、高效生產(chǎn)意義重大。由于多相管流流動規(guī)律復雜，尚有大量的科學問題有待深入研究并解決，而含砂管流中固相顆粒的可視化技術是加快基礎科學問題解決進程的有效工具。

現(xiàn)有的含砂多相管流中固相顆粒的可視化系統(tǒng)主要包括聚焦光束反射測量儀和顆粒圖像顯微鏡，然而這兩種裝備的價格非常的昂貴，且受光學原理限制，需要管道為透明介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種可以實現(xiàn)可視化，并可以對各種出砂信號進行校準、優(yōu)化和規(guī)律性探索的氣井出砂檢測實驗裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一種氣井出砂檢測實驗裝置，包括可提供含砂氣流的供氣組件，與所述供氣組件連接的管道，所述管道上設有至少一個篩網(wǎng)，所述篩網(wǎng)上設有多個可檢測振動信號的第一檢測件，多個所述第一檢測件沿所述篩網(wǎng)的周向方向按預設間隔設置，還包括與多個所述第一檢測件電性連接的執(zhí)行器，以及與所述執(zhí)行器電性連接的儲存器，所述儲存器內(nèi)存有預設程序，該預設程序被所述執(zhí)行器執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：對多個所述第一檢測件檢測的信號中出砂信號的時域信號進行峭度分析和SD表征偏差分析，根據(jù)流速和粘度對計算出的峭度和SD表征偏差的計算值進行校驗，將校驗后的峭度和SD表征偏差的計算值與預設的版圖進行比對，賦予砂粒尺寸系數(shù)和砂粒形狀系數(shù)，根據(jù)尺寸系數(shù)和砂粒形狀系數(shù)生成相應的三維圖像。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，該預設程序被所述執(zhí)行器執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：求取多個所述第一檢測件檢測的信號之間的交集頻段，對該頻段進行濾波從而得到出砂信號。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，所述第一檢測件為四個，相鄰所述第一檢測件與所述篩網(wǎng)中心的連接線呈90°夾角。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，該預設程序被所述執(zhí)行器執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：對四個所述第一檢測件檢測的信號中出砂信號的時域信號進行RMS譜分析，根據(jù)流速和粘度進行校驗，計算出砂粒的質(zhì)量和位置坐標。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，該預設程序被所述執(zhí)行器執(zhí)行時能夠?qū)崿F(xiàn)以下步驟：砂粒的質(zhì)量M＝K·Sa·Sh·{[RMS]²-(A₀+A₁·v+A₂·v²+A₃·v³)}^p-k,其中Sa為砂粒尺寸系數(shù)，Sh為砂粒形狀系數(shù)K為含量校準因子，A₀至A₃為流速多項式擬合系數(shù)，v為流體平均速度，B為流體介質(zhì)校準因子。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，所述篩網(wǎng)為多個，多個所述篩網(wǎng)的目數(shù)沿流體移動方向依次增大。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，所述第一檢測件為對應于所述篩網(wǎng)設置的多組。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化，所述管道包括由透明材料制成的觀察段，所述篩網(wǎng)設于所述觀察段上，還包括設于所述篩網(wǎng)處的聚焦光束反射測量儀。