[发明专利]分体式多相井筒管流模拟试验装置

说明书

本发明涉及一种分体式多相井筒管流模拟试验装置，包括多个试验主体单元和支撑架、高压软管连接的组合结构。所述试验主体单元包括高压软管套头、中心管接头、试验套管接头、试验套管、持气检测仪外套、有孔中心管、径向输气盘管、径向输液盘管和持气率监测仪。本装置将试验井筒分解为试验主体单元，将若干数量的试验单元灵活组合，试验单元之间使用高压软管连接，从而装配成任意结构井筒，进而有针对性地实施多相井筒管流模拟试验。该装置不仅可以模拟各种常规井筒，也可以模拟诸如侧钻井、叠式分支井和鱼骨形分支井等复杂结构井筒。为优化采油工艺以及提高现场作业可靠性提供重要理论依据，以便有效地指导生产过程的高效实施。

技术领域

本发明涉及油气田开采领域油气井生产所用的井筒管流模拟试验装置，尤其是一种分体式多相井筒管流模拟试验装置。

背景技术

目前油气井有直井、斜井、水平井和分支井等多种类型，其井筒管流特征各不相同，其中纵式井和鱼骨井的管流特征尤为复杂。此外，一口油气井不同部位的管流状态以及同一类型井筒之间的管流状态也不尽相同，比如：对于一口水平井而言，其直井段、跟端、水平段和趾端部位的管流状态差别很大；对于斜井而言，不同斜率的井筒管流状态也有较大差别。准确描述不同井筒结构油气井的不同井筒部位的管流状态，可以为优化采油工艺以及提高现场作业可靠性提供重要理论依据，以便有效地指导生产过程的高效实施。因此，诸多专家学者设计了各具特点的井筒管流模拟试验装置。

中国专利公开号CN203420706U公开了一种变角度水平井模拟试验装置。其包括模拟水平井筒，模拟水平井筒含有多个模拟水平井筒段，相邻的两个模拟水平井筒段 之间通过连接软管连通，模拟水平井筒连接有用于改变模拟水平井筒段的角度的调整装 置。模拟水平井筒含有两个模拟水平井筒段。模拟水平井筒段为透明有机玻璃套管。模拟水平井筒段包括透明有机玻璃筛管和套设在所述透明有机玻璃筛管外的透明有 机玻璃套管。模拟水平井筒的两端分别设置有变径法兰。调整装置为升降支架。升降支架连接于模拟水平井筒段和所述连接软管之间。所述变角度水平井模拟实验装置还设有用于向模拟水平井筒中注入液体的注入装置。所述注入装置包括油罐和水罐，油罐和水罐通过搅拌器与模拟水平井筒连接。所述变角度水平井模拟实验装置还设有用于回收模拟水平井筒内液体的回收装置，所述回收装置包括油水分离器，油水分离器与油罐和水罐连接。该试验装置的局限在于，不能模拟水平井造斜段和垂直段内的流动过程，也不能模拟其它类型结构井筒的井筒管流，且未引入气相流动。

中国专利公开号CN202970645U公开了一种全可视化定向井气液流态井筒模拟实验装置。包括上段模拟筒体和下段模拟筒体、中段模拟筒体，所述上段模拟筒体为用于模拟定向井直井段油管和套管的双层筒体，所述中段模拟筒体为用于模拟定向井造斜段的可塑性模拟筒体，所述下段模拟筒体为用于模拟定向井产层段的单层筒体，上段模拟筒体、中段模拟筒体和下段模拟筒体依次密封连接。所述上段模拟筒体顶部设置有用于模拟排液出口的排液管，顶部还密封连接有用于模拟定向井添加油田助剂接口的注药口。 所述下段模拟筒体内并联设置有用于模拟定向井长距产层的产气、产水的气液流出口组，气液流出口组位于下段模拟筒体外部的接头处通过气液三通连接有用于模拟不同水气比的流入状态的进气阀门及进液阀门。所述上段模拟筒体和下段模拟筒体的外壁均套装有直径大于模拟筒体外径的恒温循环水浴夹层，所述恒温循环水浴夹层的两端封闭，且两端均设置有循环液进出口。所述上段模拟筒体和下段模拟筒体均为中空透明的有机玻璃管。所述中段模拟筒体为中空柔性透明有机玻璃复合钢丝管。该实验装置用于模拟并直观描述定向井的井筒管流流态，进行积液过程和泡沫排水研究，为定向井的排水采气研究、工艺优化和现场作业提供可靠的理论依据。该实验装置的局限在于，不能模拟复杂井眼轨迹条件下的定向井井筒管流，也不能模拟其它类型结构井筒的井筒管流。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种将试验井筒分割为试验主体单元，将若干个试验主体单元进行自由组合，可以组成任意结构井筒，具备一机多能的分体式多相井筒管流模拟试验装置。

本发明的技术方案包括：