[发明专利]复杂结构井气井携液机理可视化模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体携液模拟装置领域，尤其是一种模拟试验准确的复杂结构井气井携液机理可视化模拟实验装置。

背景技术

天然气开采生产过程中常伴随着液体的生产，这些液体主要为地层水和凝析油。井下这些液体可能被高速流动的天然气带出，也可能在井内沉积形成井底积液。天然气井都会有井底积液的问题，对高产气井往往出现在中后期，对我国为数众多的“三低”（低渗、低压和低产）气田，在生产初期就可能出现井底积液。井底积液危害较大，是天然气生产的主要障碍。液体在井底的积累，一方面增加了天然气井的井底压力，造成天然气产量下降甚至停产，另一方面井底液体积累也会增加井筒周围地层的含水量，降低气体渗透率。而目前三低气藏多数都采用水平井进行开发，为了对气藏进行合理开采，提高气井产量，有必要对液体在水平及垂直段的流动形态进行研究分析。而目前所做的实验方案中，水平井的水平管段都是一根直管，液体的注入也只是单一的直线注入，过于理想化，与实际情况差距较大，所做结论不具有广泛性。因此，设计一种能够与实际情况更加相符的复杂结构井来研究气井携液机理很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种模拟试验准确的复杂结构井气井携液机理可视化模拟实验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：复杂结构井气井携液机理可视化模拟实验装置，包括注气系统、注水系统以及井筒部分，所述的注气系统包括顺序连通的空气压缩机、储气罐以及冷干机，所述的注水系统包括气液分离器、储水箱、增压泵以及脉冲喷射器，所述的井筒部分包括井筒、气液混合器、导流软管；在所述的冷干机的管道上设置有排水过滤器，冷干机与气液混合器连通，在该冷干机与气液混合器之间设置有压力计和气体流量计；所述的增压泵分别与储水箱和气液混合器连通，在该增压泵和气液混合器之间设置有液体流量计以及单向阀；所述的导流软管一端与气液混合器连通，另一端与气液分离器连通，该气液分离器与储水箱连通，在所述的导流软管上设置有多个喷嘴入口，该喷嘴入口与喷嘴配合；在所述的储水箱上设置有脉冲喷射器，该脉冲喷射器与喷嘴连通；在所述的储水箱和脉冲喷射器之间设置有第一液体节流阀，在所述的储水箱和液体流量计之间设置有第二液体节流阀，在所述的喷嘴入口安装有粒子成像测速系统。

为方便多次测量，在所述的储气罐上设置有放气节流阀。

为提高冷干机的干燥效果，在冷干机的管道上设置有多个排水过滤器。

为实现对不同倾斜角度对气井携液的影响的试验，所述的井筒外部设置有若干管道支架，在该管道支架上设置有可上下移动的万向夹持器，该万向夹持器与导流软管夹持配合。

所述的井筒外部沿导流软管设置有用于支撑粒子成像测速系统的滑竿。

本发明的有益效果是：本发明的复杂结构井气井携液机理可视化模拟实验装置，不仅可以单独研究垂直井气井携液理论，而且可以单独研究水平段携液理论，既可以做气井携液实验，也可以做气液混相流实验，该装置所模拟的效果与实际情况相近，实验所得的结果更加准确，因而所做的实验对实际的生产具有很好的指导意义；由于设置了脉冲喷射器，可以通过脉冲喷射器调节注入液滴的大小与速度，观察液滴的形成、携带、运移过程，分析压力、液滴的大小、注入速度和方向对气井携液的影响；由于设置了管道支架和万象夹持器，使得导流软管高度可以调节，可以在一定范围内调整各分支段的倾斜度，用以研究在水平井实际生产过程中，管道弯曲处对气井携液的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图中，1—空气压缩机，2—放气节流阀，3—储气罐，4—排水过滤器，5—冷干机，

8—压力计，9—气体流量计，11—气液混合器，13—导流软管，14—滑竿，15—喷嘴入口，16—万向夹持器，17—管道支架，18—交换机，19—计算机，20—粒子成像测速系统，22—压差传感器，23—喷嘴，24—压力传感器，25—气液分离器，26—储水箱，27—溢流管，28—变频器，29—增压泵，30—第一液体节流阀，31—脉冲喷射器，32—第二液体节流阀，33—液体流量计，34—单向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围不限于以下所述。