[发明专利]一种井下旋流除砂器性能测试装置及测试方法

说明书

本发明提供了一种井下旋流除砂器性能的测试装置，通过密封容器、有杆泵、抽油杆、除砂器、供砂装置和供水装置，对除砂器的井下作业环境进行模拟，通过供砂装置和供水装置模拟不同含砂率的流体，并通过除砂器对流体进行分离，获取分离后的液体和砂的重量，以及分离过程中的悬点载荷，根据液体和砂的重量即可确定除砂器针对不同含砂率流体的除砂效率，同时根据悬点载荷即可确定除砂器的使用寿命，将得到的除砂效率和使用寿命作为除砂器结构改进的理论依据，有助于优化除砂器结构，提高除砂效率。

技术领域

本发明属于采油工程技术领域，涉及一种井下旋流除砂器性能测试装置及测试方法。

背景技术

有杆泵生产系统占我国油井生产总数的80％以上，在生产过程中由于储层岩石胶结强度低，生产制度不合理等原因，岩石骨架受到破坏，地层砂随着产出液从地层流入到井筒中，导致井筒砂埋、抽油杆抽油泵等井下工具磨损断裂、油管泄露等井下事故。为了经济有效地解决油井出砂带来的问题，基于液体旋流技术的井下旋流除砂器可以实现砂液分离，防止了砂对井下设备的冲蚀与磨损，取得了良好除砂效果。

井下旋流除砂器的结构决定除砂器的除砂效率和使用寿命，因此对除砂器的结构的优化需要对现有除砂器的除砂效率和使用寿命进行测定，但是目前室内试验主要是对防砂筛管防砂效率进行测试，并未对井下旋流除砂器进行除砂效率进行测定，而井下旋流除砂器的除砂效果受除砂器的结构、油井的产量(通过除砂流体流速)、砂粒的直径、除砂器的寿命等因素的影响，导致除砂效率和使用寿命的测定尤为困难。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种测试井下旋流除砂器性能的装置及测试方法，通过室内试验测得在不同含砂率情况下井下旋流除砂器的使用寿命、除砂效率、以及不同井下旋流除砂器对油井产量的影响。

本发明是通过以下技术方案来实现：

1.一种井下旋流除砂器性能的测试装置，其特征在于，包括密封容器、有杆泵、抽油杆、除砂器、供砂装置和供水装置；

所述有杆泵和除砂器配装在密封容器的腔体中，有杆泵的下端与除砂器连接，有杆泵的上端连接抽油杆，抽油杆的上端连接载荷测量装置，载荷测量装置与驱动装置连接，供砂装置和供水装置位于密封容器的外部并分别与除砂器连接，用于给除砂器输入砂水混合物料。

2.根据权利要求1所述的一种井下旋流除砂器性能的测试装置，其特征在于，所述密封容器的腔体中设置有油管，有杆泵和除砂器配装在油管中。

3.根据权利要求2所述的一种井下旋流除砂器性能的测试装置，其特征在于，所述油管的上端通过排液管线连接集液箱，油管的下端通过沉砂管连接集砂箱，排液管线上设置有流量计。

4.根据权利要求1所述的一种井下旋流除砂器性能的测试装置，其特征在于，所述供砂装置包括供砂箱和蠕动泵，蠕动泵的一端通过供砂管线与除砂器的一端连接，蠕动泵的另一端连接供砂箱，供砂箱中装填有砂料。

5.根据权利要求4所述的一种井下旋流除砂器性能的测试装置，其特征在于，所述供水装置包括供水箱，供水箱的出口连接给水泵，给水泵的出口通过供水管线连接供砂管线，供水管线上设置有节流阀。

6.一种权利要求1-5任一项所述的一种井下旋流除砂器性能的测试装置的除砂效率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在测试装置中安装需要测试的除砂器；

步骤2、向除砂器中输入设定含砂率的流体；

步骤3、除砂器对流体进行分离，分别获取除砂器分离后的液体和砂的重量，以及除砂器在除砂过程中的悬点载荷；

步骤4、根据砂和液体的重量确定除砂器的除砂效率；根据悬点载荷确定除砂器的使用寿命；

步骤5、调节含砂率并重复步骤2-4，得到除砂器对应不同含砂率流体的除砂效率以及使用寿命；