[发明专利]一种采油螺杆泵固液气三相流地面模拟实验装置及方法

摘要

本发明涉及采油工程技术领域，属于一种采油螺杆泵固液气三相流地面模拟实验装置及方法。它解决了已有装置只能实现单相和两相介质的模拟实验的问题，它由砂罐(1)、第一压力变送器(3)、第三截止阀（5）、单向阀（6）、调节阀（7）、气体流量计（10）、减压阀(11)、储气罐(12)、制氮机(13)、储液罐(15)、质量流量计(17)、增压泵(18)、三相分离器(19)、电动调节阀(20)、螺杆泵(23)及管线(24)组成。通过向流程内注氮气、加砂并增压，精确测量螺杆泵(23)的出口压力，计算得到螺杆泵(23)的泵效。本发明具有能够模拟实际地层固液气三相比例，使螺杆泵泵效测试结果更加准确等优点。

主权项

一种采油螺杆泵固液气三相流地面模拟实验装置及方法，其特征在于：一种采油螺杆泵固液气三相流地面模拟实验装置由砂罐(1)、第一截止阀(2)、第一压力变送器(3)、第二截止阀(4)、第三截止阀(5)、单向阀(6)、调节阀(7)、第四截止阀(8)、第二压力变送器(9)、气体流量计(10)、减压阀(11)、储气罐(12)、制氮机(13)、液位计(14)、储液罐(15)、温度传感器(16)、质量流量计(17)、增压泵(18)、三相分离器(19)、电动调节阀(20)、第三压力变送器(21)、第五截止阀(22)、螺杆泵(23)及管线(24)组成；其中第一截止阀(2)的一端和砂罐(1)由管线(24)连接；第二截止阀(4)的一端与第一压力变送器(3)由管线(24)连接；第三截止阀(5)的一端与单向阀(6)、调节阀(7)、第四截止阀(8)的一端、气体流量计(10)、减压阀(11)、储气罐(12)和制氮机(13)由管线(24)依次连接，第四截止阀(8)的另一端与第二压力变送器(9)由管线(24)连接；螺杆泵(23)的一端、第一截止阀(2)的另一端、第二截止阀(4)的另一端、第三截止阀(5)的另一端和储液罐(15)的一端由管线(24)依次连接；储液罐(15)的顶部分别与液位计(14)、温度传感器(16)连接；储液罐(15)的另一端与质量流量计(17)、增压泵(18)、三相分离器(19)、电动调节阀(20)、第五截止阀(22)的一端和螺杆泵(23)的另一端由管线(24)依次连接，第五截止阀(22)的另一端和第三压力变送器(21)由管线(24)连接；一种利用采油螺杆泵固液气三相流地面模拟实验装置进行模拟实验方法的步骤如下：a、启动制氮机（13），使储气罐（12）中充满氮气，保持压力为0.3MPa，启动驱动螺杆泵（23），使螺杆泵（23）转速保持在150r/min，计算出被测螺杆泵（23）的理论流量Q_理=1440×q×150×10^‑6其中q为螺杆泵每转排量，单位为ml/r；b、打开第三截止阀（5）向管线（24）中加入氮气，打开第四截止阀（8）；c、打开第一截止阀（2）向管线（24）中加入砂，保持加砂量为实验介质质量的5%，打开第二截止阀（4）和第五截止阀（22）；d、启动增压泵（18），调节电动调节阀（20），使螺杆泵（23）的出口压力分别达到1MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa和6 MPa；e、记录质量流量计（17）分别在1MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa和6 MPa条件下的流量读数Q_液；f、利用公式η=Q_液 / Q_理×100%计算出螺杆泵（23）在出口压力分别在1MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5 MPa和6 MPa时的泵效η。