本实用新型涉及油气田开发评价技术领域，特别涉及一种气井用泡沫排水剂室内评价装置。
背景技术：
气井在生产一段时间后，都会产生一定程度的积液、出砂问题，造成气井水淹、堵塞等问题，影响产量，甚至造成气井停产。泡沫排水方法是目前解决气井水淹、砂埋问题的主要方法，其运用到的主要药剂就是泡沫排水剂。目前泡排剂的室内评价依据SY/T 6465-2000，主要评价装置是罗氏起泡仪，其与气井井筒的差别主要在于压力和温度较井底压力较低，而气井积液中的地层水、甲醇及凝析油在地层压力、温度下的沸点、蒸发速率、饱和蒸气压与在室内试验装置中相比都会有较大变化，很多情况下，在室内评价中性能指标表现较好的泡排剂在现场应用中效果一般甚至没有效果。
中国专利公开号：CN104074497B，提供了一种气井泡沫排水室内模拟试验装置，该气井泡沫排水室内模拟试验装置包括恒温箱、放置在恒温箱内的模拟井筒、可操作地向模拟井筒内加注高温高压气体的进气单元、可操作地向模拟井筒内加注高温高压液体的进液单元及与模拟井筒连接的泡沫接收单元，恒温箱内保持设定的恒温，且恒温箱内的最高温度为170℃；模拟井筒为耐压钢筒，以便于承受高温高压，模拟井筒的高度为1000～2500mm，耐压钢筒承压能力大于7MPa，模拟高温高压下的气井泡沫排水实验。然而，该装置没有评价固体自起泡泡排剂的能力，大型恒温箱的存在也使得每次实验周期大大延长，人员需要等仪器温度下降后，才能清洗仪器，开始下一次实验；间隔设置的耐压玻璃观察窗也无法准确采集泡沫高度及泡沫含水率等数据。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种气井用泡沫排水剂室内评价装置,以克服现有的泡沫排水剂模拟试验装置无法全面对泡排剂的性能进行室内评价的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
气井用泡沫排水剂室内评价装置，包括模拟井筒、上端盖、下端盖、供气供压单元和加热单元；所述上端盖通过螺纹连接设置在模拟井筒的上端，所述下端盖通过螺纹连接设置在模拟井筒的下端；所述供气供压单元用于向模拟井筒内加注高温高压气体；所述加热单元用于给模拟井筒加热，并使模拟井筒保持恒定温度。
其中，上端盖上设置有第一连接管，第一连接管上设置有第一耐压钢制阀门；下端盖上设置有第二连接管，第二连接管上设置有第二耐压钢制阀门；模拟井筒、第一连接管和第二连接管相通；模拟井筒上端的内壁上设置有凸台。
其中，加热单元包括温度控制器、温度传感器和加热电阻丝，温度传感器与温度控制器通过导线电连接，加热电阻丝与温度控制器通过导线电连接；加热电阻丝设置在模拟井筒的外壁上。
再者，供气供压单元包括高压气瓶、高压空气压缩机、第一四通、第二四通和气体加热管；第一四通的第一端口通过第三连接管与高压气瓶连接，第一四通的第二端口上连接有第一泄压阀，第一四通的第三端口通过第四连接管与气体加热管的入口端连接，气体加热管的出口端通过第五连接管与下端盖上的第二连接管连接相通；第二四通的第一端口通过第六连接管与高压空气压缩机连接，第二四通的第二端口通过第七连接管与第一四通的第四端口连接，第二四通的第三端口连接有第二泄压阀，第二四通的第四端口通过第八连接管与上端盖上的第一连接管连接相通。
第三连接管上设置有第三耐压钢制阀门；从第一四通的第三端口到气体加热管的入口端之间的第四连接管上依次设置有第四耐压钢制阀门、气体流量计、第一单向阀和第一气体压力表；第七连接管上设置有第五耐压钢制阀门；从第二四通的第四端口到第一连接管之间的第八连接管上依次设置有第六耐压钢制阀门和第二气体压力表。
另外，模拟井筒上设置有泡沫出口管，泡沫出口管的管口通过螺纹与截砂管的上端连接，截砂管的下端连接有泡沫接收单元。
上述泡沫接收单元包括泡沫接管和泡沫收集金属罐；泡沫接管的上端通过螺纹与截砂管的下端连接，泡沫接管的下端连接有第九连接管，第九连接管的下端口插在泡沫收集金属罐的底部。
从泡沫接管到泡沫收集金属罐的第九连接管上依次设置有第七耐压钢制阀门和第二单向阀。
进一步的，下端盖内部设置有第二凹槽，第二凹槽与第二连接管相通；第二凹槽内放置有气体分散物质；第二凹槽内还设置有置砂管，置砂管放置在气体分散物质上面。
上述凸台用于放置挡板、漏斗或加药装置；漏斗用于盛装实验溶液；加药装置用于放置自发泡药剂。
本实用新型的有益效果是: 能够在高温高压条件下，评价泡沫排水剂的罗氏泡高，评价泡沫排水剂的携砂能力，评价固体自发泡泡排剂的罗氏泡高；从多方面对泡沫排水剂的性能进行室内评价，为泡排剂在气井实际现场中的应用提供准确的数据。
附图说明
图1为本实用新型气井用泡沫排水剂室内评价装置的结构示意图；
图2为本实用新型模拟井筒的结构示意图；
图3为本实用新型上端盖的结构示意图；
图4为图3的A向视图；
图5为本实用新型下端盖的结构示意图；
图6为图5的B向视图；
图7为本实用新型加热单元的结构示意图；
图8为本实用新型截砂管的结构示意图；
图9为本实用新型置砂管的结构示意图；
图10为本实用新型置砂管放置在第二凹槽内的结构示意图；
图11为本实用新型挡板的结构示意图；
图12为图11的C向视图；
图13为本实用新型挡板卡在凸台上的结构示意图；
图14为本实用新型漏斗的结构示意图；
图15为本实用新型漏斗放置在凸台上的结构示意图；
图16为本实用新型加药装置的结构示意图；
图17为本实用新型加药装置放置在凸台上的结构示意图。
图中，1.模拟井筒；2.上端盖；21.第一连接管；22.第一耐压钢制阀门；
23.第一凹槽；3.下端盖；31.第二连接管；32.第二耐压钢制阀门；33.第二凹槽；41.泡沫接管；42.泡沫收集金属罐；43.第九连接管；44.第三泄压阀；45.第七耐压钢制阀门；46. 第二单向阀；47.第八耐压钢制阀门；48.第九耐压钢制阀门；51.高压气瓶；52.高压空气压缩机；53.第一四通；54.第二四通；55.气体加热管；56.第三连接管；57.第一泄压阀；58.第四连接管；59.第五连接管；510.第六连接管；511.第七连接管；512.第二泄压阀；513.第八连接管；514.第三耐压钢制阀门；515.第四耐压钢制阀门；516.气体流量计；517.第一单向阀；518.第一气体压力表；519.第五耐压钢制阀门；520.第六耐压钢制阀门；521.第二气体压力表；522.第三气体压力表；61.温度控制器；62.温度传感器；63.加热电阻丝；7.泡沫出口管；8. 截砂管；81.第一管体；82.第一筛网；9.置砂管；91.第二管体；92.第二筛网；10.凸台；11.挡板；111.平板；112.第三筛网；113.卡扣；12.漏斗；121.容器；122.管颈；123.底盘，124.第十耐压钢制阀门；13.加药装置；131.圆台形支架；132.置药板；133.连杆；14.玻璃窗；15.外部旋钮；16.永久磁铁；17.第四泄压阀；18.气体分散物质。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供一种气井用泡沫排水剂室内评价装置，包括模拟井筒1、上端盖2、下端盖3、供气供压单元和加热单元。上端盖2通过螺纹连接设置在模拟井筒1的上端，下端盖3通过螺纹连接设置在模拟井筒1的下端；供气供压单元用于向模拟井筒1内加注高温高压气体；加热单元用于给模拟井筒1加热，并使模拟井筒1内的温度保持恒定。
如图2所示，模拟井筒1为耐压钢筒，内径Ф为50mm±0.8mm，高度为1200～3000mm；模拟井筒1上设有耐压玻璃观察窗14，通过观察窗14能够观察到模拟井筒1的内部情况。模拟井筒1上还设置有第四泄压阀17、外部旋钮15和泡沫出口管7，第四泄压阀17用于调整模拟井筒1内部的气体压力，使模拟井筒1内部的气体压力保持在安全范围内。模拟井筒1上端的内壁上设置有凸台10，凸台10在模拟井筒1上的位置高于泡沫出口管7在模拟井筒1上的位置。
如图1、图3和图4所示，上端盖2上设置有第一连接管21，第一连接管21上设置有第一耐压钢制阀门22，上端盖2内设置有第一凹槽23。如图1、图5和图6所示，下端盖3上设置有第二连接管31，第二连接管31上设置有第二耐压钢制阀门32，下端盖3内部设置有第二凹槽33，第二凹槽33与第二连接管31相通。其中，模拟井筒1、第一连接管21、第二连接管31和第二凹槽33相通。
如图7所示，加热单元包括温度控制器61、温度传感器62和加热电阻丝63，温度传感器62与温度控制器61通过导线电连接，加热电阻丝63与温度控制器61通过导线电连接；加热电阻丝63设置在模拟井筒1的外壁上。
如图1所示，供气供压单元包括高压气瓶51、高压空气压缩机52、第一四通53、第二四通54和气体加热管55；第一四通53的第一端口通过第三连接管56与高压气瓶51连接，第一四通53的第二端口上连接有第一泄压阀57，第一四通53的第三端口通过第四连接管58与气体加热管55的入口端连接，气体加热管55的出口端通过第五连接管59与下端盖3上的第二连接管31连接相通。第二四通54的第一端口通过第六连接管510与高压空气压缩机52连接，第二四通54的第二端口通过第七连接管511与第一四通53的第四端口连接，第二四通54的第三端口连接有第二泄压阀512，第二四通54的第四端口通过第八连接管513与上端盖2上的第一连接管21连接相通。第三连接管56上设置有第三耐压钢制阀门514；从第一四通53的第三端口到气体加热管55的入口端之间的第四连接管58上依次设置有第四耐压钢制阀门515、气体流量计516、第一单向阀517和第一气体压力表518；第七连接管511上设置有第五耐压钢制阀门519；从第二四通54的第四端口到第一连接管21之间的第八连接管513上依次设置有第六耐压钢制阀门520和第二气体压力表521。
另外，高压气瓶51上自带有第三气体压力表522，能够随时监控高压气瓶51内部的气体压力值。第一气体压力表518和第二气体压力表521的设置是为了随时监控供气供压单元各个连接管内的气体压力值。第一泄压阀57和第二泄压阀512的设置是为了调整高压气瓶51、高压空气压缩机52和供气供压单元中各个连接管内的气体压力，使供气供压单元内部的气体压力保持在安全范围内。
如图1所示，泡沫出口管7的管口通过螺纹与截砂管8上端连接，截砂管8下端连接有泡沫接收单元。泡沫接收单元包括泡沫接管41和泡沫收集金属罐42；泡沫接管41的上端通过螺纹与截砂管8的下端连接，泡沫接管41的下端连接有第九连接管43，第九连接管43的下端口插在泡沫收集金属罐42的底部。 从泡沫接管41到泡沫收集金属罐42的第九连接管43上依次设置有第七耐压钢制阀门45和第二单向阀46。其中，泡沫收集金属罐42上部设置有第八耐压钢制阀门47和第三泄压阀44，泡沫收集金属罐42底部设置有第九耐压钢制阀门48；
第三泄压阀44是为了调整泡沫收集金属罐42内的气体压力，使泡沫收集金属罐42内的气体压力保持在安全范围内。
本实用新型气井用泡沫排水剂室内评价装置在做气井用泡沫排水室内模拟试验时，还需要以下几种装置，现介绍如下：
如图8所示，截砂管8由第一管体81和第一筛网82组成，第一筛网82设置在第一管体81内部，第一管体81上端和下端分别设置有螺纹。
如图9所示，置砂管9由第二管体91和第二筛网92组成，第二筛网92设置在第二管体91内部。
如图11和图12所示，挡板11包括平板111和设置在平板111下表面的卡扣113，平板111上设置有第三筛网112。
如图14所示，漏斗12包括容器121、管颈122和底盘123，容器121和管颈122相通，管颈122上设置有第十耐压钢制阀门124。
如图16所示，加药装置13包括圆台支架131、置药板132和连杆133，圆台支架131上设置有通孔，连杆133穿过该通孔，连杆133的一端与置药板132固定连接。
实施例1
利用本实用新型气井用泡沫排水剂室内评价装置评价泡沫排水剂罗氏泡高的方法为：
步骤1，打开温度控制器61，调到指定温度，加热电阻丝63对模拟井筒1进行预热；
步骤2，先将上端盖2从模拟井筒1上取下，下端盖3安装在模拟井筒1下端，且下端盖3的第二凹槽33内不用放置气体分散物质18和置砂管9，关闭第二耐压钢制阀门32，并将第五连接管59从第二连接管31上拔掉；
步骤3，关闭第七耐压钢制阀门45，沿模拟井筒1内壁加入50ml的实验溶液，再将漏斗12放置在凸台10上，漏斗12的第十耐压钢制阀门124通过永久磁铁16与外部旋钮15连接，如图15所示；关闭第十耐压钢制阀门124，向漏斗12的容器121内加入200ml的实验溶液；
步骤4，将温度传感器62装入上端盖2的第一凹槽23内，并将上端盖2安装在模拟井筒1的上端，通过温度传感器62感应模拟井筒1内的温度，温度控制器61控制加热电阻丝63发热，使模拟井筒1内的温度始终维持在45℃~200℃之间某一固定温度，该温度是模拟地层的温度；
步骤5，打开第一耐压钢制阀门22，关闭第七耐压钢制阀门45，关闭第五耐压钢制阀门519，打开第六耐压钢制阀门520；然后打开高压空气压缩机52，高压空气压缩机52依次通过第六连接管510、第八连接管513和第一连接管21向模拟井筒1内充气增压，使模拟井筒1内的气压达到实验设定的压力，该实验设定的压力最高为7MPa；充气完毕后，关闭高压空气压缩机52，再关闭第一耐压钢制阀门22和第六耐压钢制阀门520，断开模拟井筒1与高压空气压缩机52的连接；
步骤6，操作外部旋钮15，打开第十耐压钢制阀门124，容器121内的实验溶液通过重力作用砸在模拟井筒1底部的实验溶液上，产生泡沫，等容器121内的实验溶液全部流完后，通过观察窗14记录泡沫的最高高度；
步骤7，试验结束后，将第八连接管513从第一连接管21上拔下，打开第一耐压钢制阀门22，释放模拟井筒1内的压力；取下上端盖2，取出漏斗12，用温水清洗模拟井筒1内壁，打开第二耐压钢制阀门32排尽模拟井筒1内液体。
上述实验中所用到的实验溶液为水、水和甲醇的混合液、水和凝析油的混合液或水+甲醇+凝析油的混合液，具体情况视实验方案而定。
实施例2
利用本实用新型气井用泡沫排水剂室内评价装置评价固体自发泡泡排剂的罗氏泡高的方法为：
步骤1，打开温度控制器61，调到指定温度，加热电阻丝63对模拟井筒1进行预热；
步骤2，先将上端盖2从模拟井筒1上取下，下端盖3安装在模拟井筒1下端，且下端盖3的第二凹槽33内不用放置气体分散物质18和置砂管9，关闭第二耐压钢制阀门32，并将第五连接管59从第二连接管31上拔掉；
步骤3，关闭第七耐压钢制阀门45，沿模拟井筒1内壁加入250ml的实验溶液，将加药装置13的圆台形支架131放置在凸台10上，连杆133的一端与置药板132固定连接，连杆133的另一端通过永久磁铁16与外部旋钮15连接，如图17所示；加药装置13的置药板132上放有指定重量的自发泡药剂；
步骤4，将温度传感器62装入上端盖2的第一凹槽23内，并将上端盖2安装在模拟井筒1的上端，通过温度传感器62感应模拟井筒1内的温度，温度控制器61控制加热电阻丝63发热，使模拟井筒1内的温度保持在45℃~200℃之间某一固定温度，该温度是模拟地层的温度；
步骤5，打开第一耐压钢制阀门22，关闭第七耐压钢制阀门45，关闭第五耐压钢制阀门519，打开第六耐压钢制阀门520；然后打开高压空气压缩机52，高压空气压缩机52依次通过第六连接管510、第八连接管513和第一连接管21向模拟井筒1内充气增压，使模拟井筒1内的气压达到实验设定的压力，该实验设定的压力最高为7MPa；充气完毕后，关闭高压空气压缩机52，再关闭第一耐压钢制阀门22和第六耐压钢制阀门520，断开模拟井筒1与高压空气压缩机52的连接；
步骤6，操作外部旋钮15，连杆133在通孔内旋转，使置药板132翻转，置药板132上的自发泡药剂掉入模拟井筒1底部的实验溶液上，两者发生反应产生泡沫，通过观察窗14记录不同时间段泡沫的高度，并记录下泡沫的最高高度；
步骤7，试验结束后，将第八连接管513从第一连接管21上拔下，打开第一耐压钢制阀门22，释放模拟井筒1内的压力；取下上端盖2，取出加药装置13，用温水清洗模拟井筒1内壁，打开第二耐压钢制阀门32排尽模拟井筒1内液体。
上述实验中所用到的实验溶液为高矿化度水、凝析油、甲醇中的一种，或任意几种混合而成的混合液，具体情况视实验方案而定。
实施例3
利用本实用新型气井用泡沫排水剂室内评价装置评价泡沫排水剂携砂能力的方法为：
步骤1，打开温度控制器61，调到指定温度，加热电阻丝63对模拟井筒1进行预热；
步骤2，先将上端盖2和下端盖3从模拟井筒1上取下；再将下端盖3的第二凹槽33内装上指定的气体分散物质18，气体分散物质18为砂芯、岩心或多孔玻璃，并将置砂管9装在第二凹槽33内气体分散物质18的上面，如图10所示；再向置砂管9内的第二筛网92上放置质量为M1的石英砂；然后将下端盖3安装在模拟井筒1的下端，并将第五连接管59与第二连接管31连接上；沿模拟井筒1的内壁加入指定体积的泡排剂溶液，再将挡板11紧扣在凸台10上，如图13所示；最后将温度传感器62装入上端盖2的第一凹槽23内，并将上端盖2安装在模拟井筒1的上端，并将第八连接管513连接在第一连接管21上；通过温度传感器62感应模拟井筒1内的温度，温度控制器61控制加热电阻丝63发热，使模拟井筒1内的温度保持在45℃~200℃之间某一固定温度，该温度是模拟地层的温度。
步骤3，打开第一耐压钢制阀门22，打开第七耐压钢制阀门45，关闭第八耐压钢制阀门47，关闭第九耐压钢制阀门48，关闭第五耐压钢制阀门519，打开第六耐压钢制阀门520；然后打开高压空气压缩机52，高压空气压缩机52向模拟井筒1内和泡沫收集金属罐42内充气增压，使模拟井筒1内和泡沫收集金属罐42内的气压均达到实验设定的压力，该实验设定的压力比高压气瓶51的压力低1~3MPa，最高为6MPa；充气完毕后，关闭高压空气压缩机52；
步骤4，关闭第一耐压钢制阀门22，关闭第六耐压钢制阀门520，关闭第四耐压钢制阀门515，打开第五耐压钢制阀门519，打开第三耐压钢制阀门514；打开高压空气压缩机52，高压空气压缩机52向高压气瓶51内充气，充气完毕后，关闭高压空气压缩机52；
步骤5，关闭第五耐压钢制阀门519，打开第三耐压钢制阀门514，关闭第四耐压钢制阀门515，观察第三气体压力表522，通过调整第一泄压阀57，使高压气瓶51内的气压达到实验设定的压力，该实验设定的压力最高为7MPa；
步骤6，关闭第五耐压钢制阀门519，打开第三耐压钢制阀门514，打开第四耐压钢制阀门515，打开第二耐压钢制阀门32，打开第七耐压钢制阀门45，关闭第八耐压钢制阀门47，关闭第九耐压钢制阀门48；高压气瓶51内气体依次通过第三连接管56和第四连接管58流入气体加热管55内，气体加热管55将流经气体的温度加热到与模拟井筒1内气体的温度一致，加热后的气体再经过第五连接管59和第二连接管31流入模拟井筒1内，气体将泡排剂溶液向上冲产生大量的泡沫，同时气体经过置砂管9时也将第二筛网92上的石英砂也往上冲；混有石英砂的泡沫在往模拟井筒1顶端冲的过程中，由于有挡板11的阻挡，使混有石英砂的泡沫都流向泡沫出口管7内；混有石英砂的泡沫经过泡沫出口管7流入截砂管8内，截砂管8的第一筛网82将石英砂拦截住；过滤掉石英砂的泡沫再经过泡沫接管41和第九连接管43流入泡沫收集金属罐42内；
步骤7，观察模拟井筒1内不再出泡沫或者达到指定的时间，关闭第二耐压钢制阀门32，停止向模拟井筒1内充气；
步骤8，将第八连接管513从第一连接管21上拔下，打开第一耐压钢制阀门22，释放模拟井筒1内的气压；打开第八耐压钢制阀门47，释放泡沫收集金属罐42内的气压；
步骤9，取下截砂管8，称取第一筛网82上石英砂的质量，记为M2；M2/M1即为泡排剂的携砂能力；
步骤10，试验结束后，取下上端盖2，取出挡板11，用温水清洗模拟井筒1内壁，将第五连接管59从第二连接管31上拔下，打开第二耐压钢制阀门32排尽模拟井筒1内液体；再打开第八耐压钢制阀门47，并通过第八耐压钢制阀门47向泡沫收集金属罐42内加入消泡剂，打开第九耐压钢制阀门48，排尽泡沫收集金属罐42内液体，然后关闭第九耐压钢制阀门48，通过第八耐压钢制阀门47向泡沫收集金属罐42内加入温水，清洗泡沫收集金属罐42，打开第九耐压钢制阀门48，排尽泡沫收集金属罐42内液体即可。