本實用新型涉及工業(yè)多相混合流體模擬檢測的領(lǐng)域，特別是涉及一種閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置。

背景技術(shù)：

多相流現(xiàn)象廣泛存在于自然界和生產(chǎn)生活中，對多相流動機(jī)理認(rèn)識的加深能有效促進(jìn)和推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對多相流的研究主要分為理論研究與實驗研究，二者都離不開多相流模擬檢測系統(tǒng)的支持。

多相流在石油工業(yè)中更是一個重要的研究課題，油井開采出來的原油主要是由工業(yè)氣體，液體水，油等組成的混合物，由于油井所處的地質(zhì)條件的不同，所開采的原油所含油氣水的比例也不同，并且，油井口的出油壓力也不同。在石油工業(yè)生產(chǎn)中，檢測油氣水的混合比例從而測量率油井的出油率是一項復(fù)雜的檢測工序。目前國內(nèi)都采用開環(huán)式多相混合流體模擬檢測系統(tǒng)來模擬工業(yè)原油油氣水的混合比，由于開環(huán)式系統(tǒng)是在常壓下實驗，也不能的模擬油井出口的壓力變化，一般檢測誤差偏離幅度比較大。

因此，現(xiàn)有的開環(huán)式多相混合流體模擬檢測系統(tǒng)由于不能模擬壓力變化而導(dǎo)致檢測誤差偏離幅度較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)存在的測試裝置由于不能模擬壓力變化而導(dǎo)致多相流體測試的局限性。通過采用裝置整體閉環(huán)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體壓力恒定及穩(wěn)定。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是：提供一種閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置，所述測試裝置包括循環(huán)壓縮機(jī)、多相流測量管段和氣相控制單元、水相控制單元、油相控制單元中三相控制單元的任意兩相或三相，所述循環(huán)壓縮機(jī)與所述氣相控制單元、所述水相控制單元以及所述油相控制單元三相中的任意兩相或三相連通組成閉環(huán)回路，所述多相流測試管段跨設(shè)于所述氣相控制單元、所述水相控制單元以及所述油相控制單元三相中的任意兩相或三相之間，用于對兩相或兩相以上混合流體進(jìn)行模擬。

其中，所述測試裝置包括氣相控制單元、水相控制單元以及油相控制單元，其中，所述水相控制單元和所述油相控制單元的一端分別與油水分離罐連接，另一端與所述氣相控制單元連接，所述油水分離罐設(shè)于所述循環(huán)壓縮機(jī)與所述水相控制單元以及所述油相控制單元之間。

其中，所述氣相控制單元包括空氣罐以及與所述空氣罐連接的一條或多條氣相控制管路，每一氣相控制管路上分別設(shè)有控制閥門以及流量計。

其中，所述氣相控制單元還包括干燥器，所述干燥器串聯(lián)設(shè)于所述空氣罐與所述氣相控制管路之間。

其中，所述水相控制單元包括水泵以及與所述水泵連接的水相控制管路，每一水相控制管路上分別設(shè)有控制閥門以及流量計。

其中，所述油相控制單元包括油泵以及與所述油泵連接的油相控制管路，每一油相控制管路上分別設(shè)有控制閥門以及流量計。

其中，所述測試裝置還包括冷卻水箱，所述冷卻水箱通過冷卻水泵與所述循環(huán)壓縮機(jī)連通，用于對所述循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)行水冷卻。

其中，所述氣相控制單元、所述水相控制單元以及所述油相控制單元的控制管路上分別設(shè)置多個控制閥門，所述控制閥門可以為電磁閥、截止閥或者球閥。

其中，所述測試裝置進(jìn)一步包括壓差流量調(diào)節(jié)閥組，所述壓差流量調(diào)節(jié)閥組的一端連接于所述干燥器與所述空氣罐之間，另一端連接于所述循環(huán)壓縮機(jī)與所述油水分離罐之間。

其中，所述干燥器與所述空氣罐和/或所述氣相控制管路之間設(shè)有流量計。

本實用新型的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實用新型的優(yōu)點在于，本系統(tǒng)通過閉環(huán)式恒壓設(shè)計，系統(tǒng)在設(shè)定壓力下工作，系統(tǒng)的每一個點的壓力穩(wěn)定，不需要中斷實驗進(jìn)行補氣，可循環(huán)不間斷工作，更接近實際工況，解決開環(huán)式實驗系統(tǒng)壓力不穩(wěn)的重大缺陷，能接近真實的模擬原油生產(chǎn)過程中油氣水多相流體的混合狀況及其與壓力、壓差的變化的關(guān)系，為研究及開發(fā)多相流測量設(shè)備及學(xué)術(shù)研究提供必要的物理實驗條件。此外，本實用新型采取壓差式流量控制組精確的調(diào)節(jié)所需的流體流量，大大提高測量精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置一優(yōu)選實施方式的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。特別指出的是，以下實施例僅用于說明本實用新型，但不對本實用新型的范圍進(jìn)行限定。同樣的，以下實施例僅為本實用新型的部分實施例而非全部實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖1是本實用新型閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置一優(yōu)選實施方式的示意圖。該測試裝置包括但不限于循環(huán)壓縮機(jī)1、多相流測量管段2和氣相控制單元3、水相控制單元4以及油相控制單元5。

該循環(huán)壓縮機(jī)1與氣相控制單元3、水相控制單元4以及油相控制單元5連通組成閉環(huán)回路，多相流測量管段2跨設(shè)于氣相控制單元3、水相控制單元4以及油相控制單元5之間，用于對系統(tǒng)中混合流體進(jìn)行模擬檢測。

其中，水相控制單元4和油相控制單元5的一端分別與油水分離罐6連接，具體為水相控制單元4與油水分離罐6的底部連接，而油相控制單元5則與油水分離罐6的中部連接，因為水的密度較大，會在油水分離罐6中油水混合液的底部。

水相控制單元4和油相控制單元5的另一端與氣相控制單元3連接，而油水分離罐6設(shè)于循環(huán)壓縮機(jī)1與水相控制單元4以及油相控制單元5之間。

氣相控制單元3包括空氣罐7以及與空氣罐7連接的氣相控制管路，在本實施例中為3條氣相控制管路，當(dāng)然，在其他實施例中，還可以為一條、兩條或者多條氣相控制管路。每一氣相控制管路上分別設(shè)有控制閥門9以及流量計8，因而可以調(diào)節(jié)控制管路中氣體流量。優(yōu)選地，氣相控制單元3還包括干燥器10，該干燥器10串聯(lián)設(shè)于空氣罐7與氣相控制管路之間，干燥器10可去除氣相控制管路中的水分，提高參考測量值的準(zhǔn)確性。

水相控制單元4包括水泵11以及與水泵連接的水相控制管路，每一水相控制管路上分別設(shè)有控制閥門12以及流量計13。

油相控制單元5包括油泵14以及與油泵14連接的油相控制管路，每一油相控制管路上分別設(shè)有控制閥門15以及流量計16。通過水相控制管路及油相控制管路中的控制閥門，可精確調(diào)節(jié)控制管路中水相及油相介質(zhì)的流量。在本實施例中只示意出了兩條油相控制管路和水相控制管路的情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要增減油相控制管路和水相控制管路的數(shù)量以及相對應(yīng)設(shè)置的控制閥門和流量計。

進(jìn)一步優(yōu)選地，還測試裝置還包括冷卻水箱17，冷卻水箱17通過冷卻水泵18與循環(huán)壓縮機(jī)1連通，用于對循環(huán)壓縮機(jī)1進(jìn)行水冷卻，冷卻水箱17能夠維持循環(huán)壓縮機(jī)工作溫度，防止過熱，保證循環(huán)壓縮機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。

該氣相控制單元3、水相控制單元4以及油相控制單元5的控制管路上分別設(shè)置多個控制閥門，而控制閥門的類型可以為電磁閥、截止閥或者球閥等，在本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi)，此處不再一一列舉。

優(yōu)選地，該測試裝置還可以包括壓差流量調(diào)節(jié)閥組19，該壓差流量調(diào)節(jié)閥組19的一端連接于干燥器10與空氣罐7之間，另一端連接于循環(huán)壓縮機(jī)1與油水分離罐6之間。用于調(diào)節(jié)空氣罐7與油水分離罐6之間(或者說是系統(tǒng))的壓力。

干燥器10與空氣罐7相連接。

另外，空氣罐7上還可以連接有輔助空氣罐71，輔助空氣罐71與空氣罐7之間通過閥門(圖中未標(biāo)示)連接，輔助空氣罐71用于保證空氣罐7具有充足的空氣。

舉例而言，在使用本實用新型實施例中的閉環(huán)式多相混合流體模擬測試裝置時，通過壓差流量調(diào)節(jié)閥組19可以將系統(tǒng)壓力任意設(shè)定在0～1.6mpa之間。然后分別開啟油泵14，通過油相管路及閥組15，調(diào)節(jié)油相介質(zhì)的流量。開啟水泵11，通過水相管路及閥組12，調(diào)節(jié)水相介質(zhì)的流量，再開啟循環(huán)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)1，通過氣相管路及控制閥組9，同時通過改變循環(huán)壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速以及調(diào)節(jié)壓差流量調(diào)節(jié)閥組19聯(lián)動來調(diào)節(jié)氣相流量及流速，從而達(dá)到實驗所設(shè)定的油氣水比例，最終油氣水混合流體通過管路進(jìn)入多相流測量管段2，完成實驗檢測目的。

綜上所述，本實用新型可以接近真實的模擬原油生產(chǎn)過程中油氣水多相流體的混合狀況及其與壓力變化的關(guān)系，為研究及開發(fā)多相流測量設(shè)備及學(xué)術(shù)研究提供必要的物理實驗條件。同時本系統(tǒng)通過閉環(huán)式恒壓設(shè)計，解決開環(huán)式實驗系統(tǒng)壓力不穩(wěn)的重大缺陷，并且采取壓差式流量控制組精確的調(diào)節(jié)所需的流體流量，更接近實際工況。

需要說明的是，本實用新型實施例中只給出了三相混合流體的實施例情況，在其他實施例中，本領(lǐng)以技術(shù)人員在本實施例的原理之上，還可以設(shè)置為水相、氣相、油相任意兩相混合或者與其他相混合的三相以上的情況。

以上所述僅為本實用新型的實施方式，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。