專利名稱：一種氣體攜液模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天然氣工業(yè)領(lǐng)域天然氣井氣體攜液生產(chǎn),特別涉及一種氣體攜液模擬裝置，對(duì)提高天然氣井產(chǎn)量及效率具有重要意義。
背景技術(shù)：
天然氣開采生產(chǎn)中常伴隨液體的生產(chǎn)，這些液體主要為地層水和凝析油。井下這些液體可能被高速流動(dòng)的天然氣帶出，也可能在井內(nèi)沉積形成井底積液。天然氣井都會(huì)有 井底積液問題，對(duì)高產(chǎn)氣井往往出現(xiàn)在中后期，對(duì)我國為數(shù)眾多的“三低”(低滲、低壓和低產(chǎn))氣田，在生產(chǎn)初期就可能出現(xiàn)井底積液。井底積液危害較大，是天然氣生產(chǎn)的主要障礙。液體在井底的積累，一方面增加了天然氣井的井底壓力，造成天然氣產(chǎn)量下降甚至停產(chǎn)，另一方面井底液體積累也會(huì)增加井筒周圍地層的含水量，降底氣體滲透率。氣體能否將井中液體攜帶出取決于氣體流量能否大于由Turner模型計(jì)算出的氣體攜液臨界流量。Zhou&Yuan于2010年指出氣體攜液臨界流量會(huì)隨液量的增加而變化?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置在氣體攜液研究中對(duì)液體的處理上要么采用噴頭向氣流中噴霧或直接用氣流穿過一定量的液體。在噴霧裝置中，底部是否出現(xiàn)積液為觀察記錄目標(biāo)；在氣流穿透液體裝置中，以能否攜帶出全部液體為觀察記錄目標(biāo)。然而，氣體攜液過程復(fù)雜，在氣液混合時(shí)、氣液上升過程中及液量大小等均會(huì)影響氣體攜液能力?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置無法觀察分析上述不同情況的影響。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種氣體攜液模擬裝置，針對(duì)氣層地質(zhì)特征、主要開發(fā)難點(diǎn)及井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模擬地下情況，采用壓縮機(jī)將壓縮空氣注入模擬井筒，用螺桿泵將水注入模擬井筒，使水和氣在井筒內(nèi)有效地混合，以高速氣流將液體攜帶出模擬井筒，同時(shí)觀察記錄壓力和溫度，氣體和液體流量，氣體攜液過程中和混合過程中分別沉積的液量，達(dá)到提高氣井產(chǎn)量的目的。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種氣體攜液模擬裝置，由注氣系統(tǒng)、注水系統(tǒng)和井筒組成，井筒底端設(shè)置有井底排液閥11，井筒底部設(shè)置有井筒底部積液觀察段12，井筒的中部內(nèi)管中設(shè)置有氣液混合短接13，在井筒的氣液混合短接13處設(shè)置有排液閥14，氣液混合短接13的上部為中部積液觀察段16，在井筒上部設(shè)置壓力和壓差傳感器24，在井筒末端依次設(shè)置溫度表25、第三壓力表26、螺紋球閥27和氣液分離器28，氣液分離器28與水箱29相連通。該實(shí)用新型在氣液混合下方和氣液上升過程中設(shè)計(jì)了底部積液觀察段12和中部積液觀察段16，可以實(shí)現(xiàn)在各種狀態(tài)的氣液混合下研究氣液混合時(shí)及氣液上升過程中各階段氣體攜液及其臨界流量，為天然氣井高效開采提供幫助。

[0008]附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)敘述。
參照附圖，一種氣體攜液模擬裝置，由注氣系統(tǒng)、注水系統(tǒng)和井筒組成，注氣系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)I，空氣壓縮機(jī)I連接儲(chǔ)氣罐2，儲(chǔ)氣罐2通過管道連接第一截止閥3，第一截止閥3通過管道連接件連接前置過濾器4，前置過濾器4連接冷凍式干燥機(jī)5，冷凍式干燥機(jī)5連接后置過濾器6，后置過濾器6依次連接調(diào)壓閥8、第二截止閥9和質(zhì)量流量計(jì)10，第二截止閥9和質(zhì)量流量計(jì)10之間安裝有第一壓力表7，質(zhì)量流量計(jì)10與井筒的進(jìn)氣口相連；井筒底端設(shè)置有井底排液閥11，井筒底部設(shè)置有井筒底部積液觀察段12，井筒的中部內(nèi)管中設(shè)置有氣液混合短接13，在井筒的氣液混合短接13處設(shè)置有排液閥14，氣液混合短接13的上部為中部積液觀察段16，在井筒上部設(shè)置壓力和壓差傳感器24，在井筒末端依次設(shè)置溫度表25、第三壓力表26、螺紋球閥27和氣液分離器28，氣液分離器28與水箱29相連通；井筒的氣液混合短接13與注水系統(tǒng)的電磁閥15相連通，注水系統(tǒng)包括蓄水池23，蓄水池23連接第四截止閥21，第四截止閥21連接螺桿泵20，螺桿泵20連接止回閥19和第三截止閥17，止回閥19和第三截止閥17之間設(shè)置了分壓分流回路18，第三截止閥17連接電磁閥15，第三截止閥17與連接電磁閥15之間設(shè)置有第二壓力表22。本實(shí)用新型的工作原理為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，壓縮機(jī)I將壓縮氣體注入儲(chǔ)氣罐2中，壓縮機(jī)I與儲(chǔ)氣罐2為聯(lián)動(dòng)裝置，即儲(chǔ)氣罐2壓力小于設(shè)定值時(shí)，壓縮機(jī)I將自動(dòng)開啟對(duì)儲(chǔ)氣罐2補(bǔ)氣，保證實(shí)驗(yàn)氣源的穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器8并觀測(cè)第一壓力表7可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)所需要的壓力，根據(jù)第二截止閥9的開啟大小來決定壓縮空氣的注入量。注水系統(tǒng)是螺桿泵20從水箱23中自抽吸水進(jìn)入管道中，由于螺桿泵20流量和揚(yáng)程均大于實(shí)驗(yàn)所需，在螺桿泵20后設(shè)計(jì)了分流分壓回路18，通過分流分壓回路18的調(diào)節(jié)可以控制實(shí)驗(yàn)所需的壓力的大小，然后調(diào)節(jié)第三截止閥17可以調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)所需液體流量，螺桿泵20出口處設(shè)置了止回閥19可以預(yù)防液體回流，有效保護(hù)自吸泵20和管路，液體最后通過電磁閥15進(jìn)入氣液混合裝置13。在井筒上部設(shè)計(jì)了壓力和壓差傳感器24，可以在實(shí)驗(yàn)過程中監(jiān)測(cè)氣液混相在井筒中的壓力損失；另外可以用高速相機(jī)抓拍氣液流動(dòng)圖像，進(jìn)而對(duì)液滴進(jìn)行分析。在井筒末端設(shè)置了溫度表25、第三壓力表26、螺紋球閥27和氣液分離器28，可以通過對(duì)螺紋球閥27的開啟的大小使管路憋壓，通過第三壓力表26觀測(cè)憋壓大小，進(jìn)而有效地模擬井口狀況。氣液混相進(jìn)入氣液分離裝置28，在氣液分離裝置28中實(shí)現(xiàn)氣液的基本分離，剩余氣液最后進(jìn)入水箱29中。本發(fā)明裝置原理簡單明了，易于操作，可以有效的模擬積液氣井的各個(gè)階段的情況，并且裝置采取了必要的安全性措施，提高了技術(shù)的可操作性和實(shí)用性，降低了成本。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是采用較高的壓力使氣體和液體以設(shè)定的比例混合，以高速氣流將液體攜送出井筒，合理調(diào)整注氣系統(tǒng)調(diào)壓閥8可以調(diào)節(jié)到需要的壓力，調(diào)節(jié)第二截止閥9可以得到需要的流量；調(diào)節(jié)注水系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力流量回路閥門可以調(diào)節(jié)管路的壓力和流量。高壓空氣和水在井筒器和混合裝置中充分混合，可以模擬出地層中含水氣井的情況，最后以高速氣流攜送到井口。井筒采用有機(jī)玻璃材料，可以隨時(shí)觀測(cè)井筒底部和井筒中的積液情況以及氣液上升全過程，以方便調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)所需的壓力和流量；另外該實(shí)驗(yàn)裝置安裝了 壓力壓差傳感系統(tǒng)，可以及時(shí)采集壓力壓差數(shù)據(jù)；合理實(shí)驗(yàn)配置，提高了技術(shù)的可操作性和實(shí)用性，降低了成本。
權(quán)利要求1.一種氣體攜液模擬裝置，由注氣系統(tǒng)、注水系統(tǒng)和井筒組成，其特征在于，井筒底端設(shè)置有井底排液閥(U)，井筒底部設(shè)置有井筒底部積液觀察段(12)，井筒的中部內(nèi)管中設(shè)置有氣液混合短接(13)，在井筒的氣液混合短接(13)處設(shè)置有排液閥(14)，氣液混合短接(13)的上部為中部積液觀察段(16)，在井筒上部設(shè)置壓力和壓差傳感器(24)，在井筒末端依次設(shè)置溫度表(25)、第三壓力表(26)、螺紋球閥(27)和氣液分離器(28)，氣液分離器(28)與水箱(29)相連通
專利摘要一種氣體攜液模擬裝置，由注氣系統(tǒng)、注水系統(tǒng)和井筒組成，井筒底端設(shè)置有井底排液閥，井筒底部設(shè)置有井筒底部積液觀察段，井筒的中部內(nèi)管中設(shè)置有氣液混合短接，在井筒的氣液混合短接處設(shè)置有排液閥，氣液混合短接的上部為中部積液觀察段，在井筒上部設(shè)置壓力壓傳感器，在井筒末端依次設(shè)置溫度表、第三壓力表、螺紋球閥和氣液分離器，氣液分離器與水箱相連通，實(shí)現(xiàn)在各種狀態(tài)的氣液混合下研究氣液混合時(shí)及氣液上升過程中各階段氣體攜液及其臨界流量，為天然氣井高效開采提供幫助。
文檔編號(hào)G01N33/00GK202383121SQ20112044928
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者周德勝, 宋鵬舉 申請(qǐng)人:西安石油大學(xué)