[發明專利]一種氣液固多相流沖蝕實驗裝置

在審

• 申請號: 202111541639.7
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114113492A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 常文杰;張濤;楊若凡
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發明公開了一種氣液固多相流沖蝕實驗裝置，包括儲氣罐、儲液罐一、儲液罐二、儲砂罐、混合罐、噴頭、測試管件、回收儲罐、監測系統；所述混合罐內設有攪拌裝置且分別與儲氣罐、儲液罐一、儲砂罐相連，所述測試管件的輸入端通過混合管與所述混合罐相連，輸出端與所述回收儲罐相連，且兩端均為可拆卸連接；所述噴頭的兩端分別與儲液罐二和混合管相連，所述儲氣罐與混合管相連；所述監測系統包括計算機以及分別與所述計算機相連的流量傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器，流量壓力傳感器和壓力傳感器設置在各流體的輸出管路上，濕度傳感器設置在霧化噴頭與測試管件之間的混合管上。本發明能夠模擬不同氣液固多相流的沖蝕，為管道安全提供技術支持。

技術領域

本發明涉及多相流沖蝕技術領域，特別涉及一種氣液固多相流沖蝕實驗裝置。

背景技術

沖蝕是指金屬材料表面在腐蝕流體沖刷的作用下引起的金屬材料局部腐蝕。金屬管道作為流體輸送最重要方式之一，其安全可靠性至關重要，在油氣開發和開采過程中，管道運輸的介質多為氣液固多相流，因此研究氣液固多相流的管道沖蝕對保障管道的安全運行具有重要意義。

目前，常用的沖蝕實驗裝置主要分為旋轉式、射流式、以及管流式。其中，旋轉式實驗裝置是利用旋轉圓盤上的試樣在含顆粒的漿體中高速轉動，隨而發生沖蝕，主要針對的是液固兩相流的沖蝕，該實驗機具有穩定性高、操作簡單、測試周期短、測試用溶液量小等優點，缺點是裝置中漿體濃度不均勻，圓筒中容易產生渦流，實驗數據可信度低。射流式實驗裝置可以很好地控制沖擊流速、顆粒沖角等和顆粒濃度參數，缺點是不能很好地模擬實際工況條件，沖蝕效果比實際情況更嚴重。管流式沖蝕實驗裝置可以很好地模擬管內實際工況并有良好的流體力學模型支持，是研究氣液固多相流沖蝕的首選。然而，現有的氣液固多相流沖蝕實驗裝置大多只能測試以氣體為主要流體或以液體為主要流體的單一氣液固多相流的沖蝕，無法測試各種不同比例的氣液固多相流沖蝕。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種氣液固多相流沖蝕實驗裝置。

本發明的技術方案如下：

一種氣液固多相流沖蝕實驗裝置，包括儲氣罐、儲液罐一、儲液罐二、儲砂罐、混合罐、噴頭、測試管件、回收儲罐、監測系統；

所述混合罐內設有攪拌裝置，所述儲氣罐、儲液罐一、以及所述儲砂罐分別與所述混合罐相連，所述混合罐通過混合管與所述測試管件的輸入端相連，所述測試管件的輸出端通過輸出管線與所述回收儲罐相連，所述測試管件的兩端分別與所述混合管和所述輸出管線可拆卸連接；所述儲液罐二與所述噴頭的輸入端相連，所述噴頭的輸出端與所述混合管相連，所述儲氣罐通過輸氣管線與所述混合管相連；所述監測系統包括流量傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、以及計算機，所述流量傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器分別與所述計算機相連，所述流量傳感器和所述壓力傳感器設置在各流體的輸出管路上，所述濕度傳感器設置在所述噴頭與所述測試管件之間的混合管上。

作為優選，還包括空壓機，所述空壓機的輸出端與所述儲氣罐的輸入端相連。

作為優選，所述噴頭采用霧化噴頭。

作為優選，所述測試管件為彎頭、異徑管、三通、突變管中的任意一種。

作為優選，還包括多個分流管，多個所述分流管的輸入端通過多通閥與所述混合管的輸出端相連，每個分流管的輸出端與一個測試管件相連。

作為優選，每個所述分流管上均依次設有閥門、流量計和壓力計。

作為優選，還包括氣液固分離器，所述氣液固分離器的輸入端與所述回收儲罐相連。

作為優選，所述氣液固分離器的氣體輸出端與所述儲氣罐相連，所述氣液固分離器的液體輸出端與所述儲液罐一相連，所述氣液固分離器的固體輸出端與所述儲砂罐相連。

作為優選，所述混合管采用透明有機玻璃管。