[发明专利]倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法

说明书

本发明涉及倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法。本装置包括活塞式空气压缩机，控制阀，压力表，导管，转接头，内管，固定板，外观，外管夹具，伸缩支杆，滑轮，滑槽，压力传感器，电缆，电脑，固定架。固定架由伸缩支杆、滑轮和滑槽组成，通过改变伸缩支杆的长度，以及改变两滑轮之间的位置，可以调整出实验需要模拟的弯曲管道弧形。活塞式空气压缩机产生高压气体，高压气体流经内管引发振动，通过控制阀和压力表的组合，调节出与实况下采集气体同样的气压，然后在电脑上收集压力传感器在气压通过内管时振动使内管变形的数据。本发明的优点在于：安全可靠、操作简单、测量数据精确，高度还原了高压气井弯曲管柱的采气工作状态。

技术领域

本发明涉及流体力学和天然气开采技术领域，特别是倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法。

背景技术

高产气井生产管柱是高速气体流通的通道，由于储存供给，流量和压力变化，高产气井气流激励，频繁的开关井作业，在动载荷的作用下，管柱的振动是极其重要的研究内容。

在传统的油气开采过程中，输气管由于管中的气体流速，从而导致一定的变形，对于油气的开采产生一定的影响。

本发明在油气开采的过程中，对导管的形变进行了一定的测量与控制，让导管的形变在电脑中示出，从而能通过控制气体的流量来控制导管的形变。进而，在油气开采过程中，由于对导管的形变有了一定的测量与控制，从而提高作业的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种安全可靠、操作简单、测量数据精确、作业简单，可适用于高压气井弯曲管柱的倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法。

倾斜弯曲气井生产管柱振动变形的实验装置和实验方法，其特征在于：包括活塞式空气压缩机，控制阀，压力表，导管，转接头，内管，固定板，外管，外管夹具，伸缩支杆，滑轮，滑槽，压力传感器，电缆，电脑 ，固定架。固定架由伸缩支杆、滑轮和滑槽组成，通过改变伸缩支杆的长度，以及改变两滑轮之间的位置，可以调整出实验需要模拟的弯曲管道 弧形。活塞式空气压缩机产生高压气体，高压气体流经内管引发振动，通过控制阀和压力表的组合，调节出与实况下采集气体同样的气压，然后在电脑上收集压 力传感器在气压通过内管时振动使内管变形的数据。所述伸缩支杆液压杆制作，具有良好的伸缩性能和精度，并且和保持相应位置静止。所述的滑槽和滑轮都是用钢材制造，以钢轨作为滑槽，滑轮必须带有动力和制动机构，从而可以保证 滑轮的运动和位置保持。

所述的外管采用PVC软管，在保证柔韧性的同时具有一定的透明度。

所述固定板要强度足够，能够在高压通过内管过程中仍可以固定内管在外管中的位置。

所述内管上的多组压力传感器环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔 90 °分布于导管上，10层共40个，便于更准确地测出内管上各处的变形情况。使之可以准 确地描述内管的变形。

所述内管采用PVC材料，便于收集数据。

所述活塞式空气压缩机，控制阀，压力表，导管，转接头，内管整个输气管路为密封结构，从而高度模拟井下真实进气状态。

一种大斜度弯曲型高压气井生产管柱振动变形的实验装置的组装步骤如下：

S1、选择合适的位置安装实验所用的固定架：首先安装滑槽，然后安装滑轮，最后再安装上伸缩支杆。调整和各个装置，观察固定架是否能够满足设计要求，完成各个位置的运动，调试使其可以正常工作。

S2、安装外管：将外管夹具安装到伸缩支杆的顶部，然后将固定架调整至合适的位置，再将外管适当弯曲并固定在外管夹具上。

S3、安装压力传感器：在内管上安压力传感器，压力传感器环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔90 °分布于内管上，10层共40个。