[发明专利]一种液滴反转临界携液流速测量的装置及方法

说明书

本发明涉及一种液滴反转临界携液流速测量装置及方法，包括依次管线连接的水箱、水泵、液滴生成管一端，水泵和液滴生成管的管线上设置第一调节阀，液滴生成管另一端插入透明圆管中；空压机、气体罐、进气管一端依次管线连接，进气管与气体罐的管线上设置第二调节阀，进气管另一端插入透明圆管中，且进气管另一端位于液滴生成管另一端的下部；圆管上端连接液滴收集器；圆管下部设置液滴收集杯；照相机设置在与液滴生成管另一端相对的位置。采用本发明装置和方法，可以获得不同进气角度、不同液滴大小条件下气体流速对液滴形状、临界携液流速的影响，从而掌握其影响规律，建立新的临界携液流速模型。

技术领域

本发明涉及一种考虑流场变化的液滴反转临界携液流速测量的装置及方法，属于气井排水采气领域，主要用于预测气井积液时机，保障气井的高效开发。

背景技术

气井积液是天然气开采过程中常见的现象，液滴模型是目前预测气井积液的主要理论方法，液滴反转模型认为当气体流速不足以携带液滴时气井开始积液，但在研究气体流速时默认为气体直线向上运动，但在实际生产过程中受到流型、入口结构、井身结构等因素的影响，使得气体在管道中的运移并不能保持笔直的向上，因此导致液滴模型在预测气井积液时存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的是拟建立一种考虑流场变化的液滴反转临界携液流速测量的装置及方法，研究不同角度条件下气体流速对液滴形状、临界携液流速的影响规律。

为了解决以上问题，本发明的液滴反转临界携液流速测量装置包括水箱、水泵、液滴生成管、透明圆管、照相机、空压机、气体罐、调节阀、进气管、液滴收集杯、液滴收集器；水箱、水泵、液滴生成管一端依次管线连接，水泵和液滴生成管的管线上设置第一调节阀，液滴生成管另一端插入透明圆管中；空压机、气体罐、进气管一端依次管线连接，进气管与气体罐的管线上设置第二调节阀，进气管另一端插入透明圆管中，且进气管另一端位于液滴生成管另一端的下部；圆管上端连接液滴收集器；圆管下部设置液滴收集杯，较佳为烧杯；照相机设置在与液滴生成管另一端相对的位置。

进一步的改进是，进气管插入透明圆管处设置有密封圈，且进气管与透明圆管的角度可调节。可以获得不同进气角度气体流速对液滴形状、临界携液流速的影响。

进一步的改进是，在与照相机相对一侧设置光源。通过适当的光源照明可以将被拍摄物体的目标信息与背景信息区分,以获得高品质,高对比度的图像。

进一步的改进是，光源与照相机之间设置遮光板。起到对被拍摄物体的补光作用，获得稳定的成像效果。

进一步的改进是，液滴收集器连接第二液滴收集杯，液滴收集杯较佳为烧杯。通过液滴收集器收集液滴可以防止液滴飞溅出去，收集的液滴通过软管再汇集到烧杯中。

采用本发明装置进行测量的方法如下：

S1:打开第一调节阀，调节液滴生成管的进液量，使位于圆管内的液滴生成管的出液端形成液滴，关闭调节阀；

S2:打开第二调节阀，调节进气管的注入气量逐渐增加，使液滴开始上移的气体流速为液滴的临界携液流速，同时利用照相机连续拍摄液滴从小气量到临界携液流速条件下液滴的形状和大小；

S3:调整进气管的角度；

S4:重复步骤S1、S2；获得同一液滴大小下，不同进气角度下临界携液流速；

S5:调节第一调节阀，改变液滴大小，重复步骤S1-S4；获得不同液滴尺寸大小条件下、不同进气角度下的临界携液流速。

采用本发明装置和方法，可以获得不同进气角度、不同液滴大小条件下气体流速对液滴形状、临界携液流速的影响，从而掌握其影响规律，建立新的临界携液流速模型。

附图说明

图1为实施例测量装置的结构图。