一种油气水在井筒内流动结蜡的测试装置的制作方法

本实用新型属于多相管流技术领域，特别是涉及一种油气水在井筒内流动结蜡的测试装置。

背景技术：

在石油工业的油气系统中，复杂的相行为是一直面临的问题。流动相可能包括气相、一种或两种液烃以及水相。除了这些流动相以外，还存在多种固体相沉积，例如：水合物相、蜡相、沥青和水垢。我国所产原油80％以上为含蜡原油,世界各国所产的原油中也有相当数量的含蜡原油。含蜡原油的凝点高,流变性复杂(在常温常压下表现出触变性、屈服应力、粘弹性以及剪切历史与热历史依赖性等非牛顿流体的流动特性),给原油的开采、生产、储存以及运输带来诸多问题和困难,如采油能耗高,井筒、管道运行存在安全隐患等。原油中已结晶蜡的量、蜡晶形态和结构是决定原油流变性的主要因素,热力和剪切条件正是通过影响原油中蜡晶的形态和结构对宏观流变性产生影响的。含蜡原油的改性(包括热处理和添加降凝剂)主要是通过改变蜡晶的大小和形态,达到改善宏观流变性的目的。

为测量原油的管输结蜡规律，刘扬等人提出了一种结蜡模拟装置(刘扬,王志华,成庆林,etal.大庆原油管输结蜡规律与清管周期的确定[j].石油学报,2012(05):174-179.)。装置采用水泵和油泵驱动油水流动，设置并联的参比管和测试管，利用压差测量结蜡量。其存在主要问题是，装置仅适用于油’水两相流，无法对油气水三相流进行测试。装置无法制备溶气原油，即无法模拟溶气原油的结蜡规律。装置采用水平的参比管和测试管，无法模拟在采油过程中井筒内的结蜡情况。装置采用压差的方法计算结蜡量，存在较大误差。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于油气水三相流、溶气原油可制备、油水两相流可模拟、油气两相流可模拟、模拟井筒结蜡、快拆测量蜡含量的油气水在井筒内流动结蜡的测试装置。

本实用新型采用气瓶、油罐、水罐结合混合器的形式产生油气水三相流、油水两相流、油气两相流，实现多种流动均可模拟功能。气瓶与油罐相连，可制备溶气原油，使装置可适用于溶气原油的测试。设置测试立管和水浴二，可模拟井筒内流体的结蜡工况。在测试立管两端设置快拆阀，直接称重测量蜡含量，提高测试数据的精确度。装置设置安全阀防止憋压爆炸，提高装置安全性。

本实用新型具体的技术方案如下：

一种油气水在井筒内流动结蜡的测试装置，包括水浴一、球阀一、球阀二、球阀三、球阀四、油罐、球阀五、球阀六、螺杆泵、质量流量计一、止回阀一、混合器、气瓶、减压阀、气体流量计、止回阀二、安全阀、球阀七、球阀八、止回阀三、水罐、球阀九、球阀十、水泵、质量流量计二、止回阀四、温度传感器一、压力传感器一、快拆阀一、测试立管、水浴二、快拆阀二、温度传感器二、压力传感器二、回收罐、压力传感器三；所述球阀一和球阀二均与水浴一上部相连；所述球阀一与油罐外层夹套的上部相连；所述球阀二与水罐外层夹套的下部相连；所述球阀三和球阀四均与水浴一下部相连；所述球阀三与油罐外层夹套的下部相连；所述球阀四与水罐外层夹套的上部相连；所述油罐顶部设置电动搅拌器；所述球阀五与油罐底部相连；所述球阀五和油罐之间的管道与球阀六相连；所述螺杆泵与球阀六相连；所述质量流量计一与螺杆泵相连；所述止回阀一与质量流量计一相连；所述减压阀与气瓶相连；所述气体流量计与减压阀相连；所述止回阀二与气体流量计相连；所述球阀七与止回阀二相连；所述球阀九与水罐底部相连；所述球阀九和水罐之间的管道与球阀十相连；所述水泵与球阀十相连；所述质量流量计二与水泵相连；所述止回阀四与质量流量计二相连；所述快拆阀一和混合器之间的管道设有温度传感器一和压力传感器一；所述测试立管与快拆阀一相连；所述快拆阀二与测试立管相连；所述回收罐与快拆阀二相连；所述回收罐和快拆阀二之间的管道设有温度传感器二和压力传感器二；所述压力传感器三与油罐顶部相连。

所述混合器一端与快拆阀一相连，一端与止回阀一相连，一端与球阀七相连，一端与止回阀四相连。

所述止回阀二和气体流量计之间的管道与安全阀相连。

所述测试立管置于水浴二内。

所述球阀七和止回阀二之间的管道与球阀八相连。

所述止回阀三一端与球阀八相连，另一端与油罐上部相连。

所述油罐和水罐外部均设有外层夹套。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)采用气瓶、油罐、水罐结合混合器的形式产生油气水三相流、油水两相流、油气两相流，实现多种流动均可模拟功能。

(2)气瓶与油罐相连，可制备溶气原油，使装置可适用于溶气原油的测试。

(3)设置测试立管和水浴二，可模拟井筒内流体的结蜡工况。

(4)在测试立管两端设置快拆阀，直接称重测量蜡含量，提高测试数据的精确度。

(5)装置设置安全阀防止憋压爆炸，提高装置安全性。

(6)装置具有适用于油气水三相流、溶气原油可制备、油水两相流可模拟、油气两相流可模拟、模拟井筒结蜡、快拆测量蜡含量的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-水浴一；2-球阀一；3-球阀二；4-球阀三；5-球阀四；6-油罐；7-球阀五；8-球阀六；9-螺杆泵；10-质量流量计一；11-止回阀一；12-混合器；13-气瓶；14-减压阀；15-气体流量计；16-止回阀二；17-安全阀；18-球阀七；19-球阀八；20-止回阀三；21-水罐；22-球阀九；23-球阀十；24-水泵；25-质量流量计二；26-止回阀四；27-温度传感器一；28-压力传感器一；29-快拆阀一；30-测试立管；31-水浴二；32-快拆阀二；33-温度传感器二；34-压力传感器二；35-回收罐；36-压力传感器三。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例来详细说明本实用新型。以下内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定为本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型包括水浴一1、球阀一2、球阀二3、球阀三4、球阀四5、油罐6、球阀五7、球阀六8、螺杆泵9、质量流量计一10、止回阀一11、混合器12、气瓶13、减压阀14、气体流量计15、止回阀二16、安全阀17、球阀七18、球阀八19、止回阀三20、水罐21、球阀九22、球阀十23、水泵24、质量流量计二25、止回阀四26、温度传感器一27、压力传感器一28、快拆阀一29、测试立管30、水浴二31、快拆阀二32、温度传感器二33、压力传感器二34、回收罐35、压力传感器三36。所述油罐6和水罐21均设有外层夹套。所述球阀一2、球阀二3均与水浴一1上部相连，通过改变球阀一2、球阀二3的开关状态可控制水浴中水的流向。所述球阀一2与油罐6的外层夹套上部相连，用于将水浴一1中的水注入油罐6的外层夹套内。所述球阀二3与水罐21的外层夹套下部相连，用于将水浴一1中的水注入水罐21的外层夹套内。所述球阀三4和球阀四5均与水浴一1下部相连，用于将油罐6、水罐21外层夹套内的水循环回水浴一1内。所述球阀三4与油罐6的外层夹套下部相连。所述球阀四5与水罐21的外层夹套上部相连。所述油罐6顶部设置电动搅拌器，用于搅拌油罐6内的流体。所述球阀五7与油罐6的底部相连，用于排放油罐6内的流体。所述球阀五7和油罐6之间的管道与球阀六8相连。所述螺杆泵9与球阀六8相连，用于驱动油罐6内的原油。所述质量流量计一10与螺杆泵9相连，用于计量原油流量。所述止回阀一11与质量流量计一10相连，用于防止流体倒流。所述减压阀14与气瓶13相连，用于控制气体注入压力。所述气体流量计15与减压阀14相连，用于计量气体流量。所述止回阀二16与气体流量计15相连，用于防止流体倒流。所述止回阀二16和气体流量计15之间的管道与安全阀17相连，安全阀17可防止管道憋压，提高装置安全性。所述球阀七18与止回阀二16相连。所述球阀七18和止回阀二16之间的管道与球阀八19相连。所述止回阀三20与球阀八19相连，用于防止流体倒流。所述止回阀三20与油罐6上部相连，气体可通过球阀八19、止回阀三20注入油罐6内。所述球阀九22与水罐21底部相连，用于排放水罐21内的流体。所述球阀九22和水罐21之间的管道与球阀十23相连。所述水泵24与球阀十23相连，用于驱动水罐21内的水。所述质量流量计二25与水泵24相连，用于计量水的流量。所述止回阀四26与质量流量计二25相连，用于防止流体倒流。所述混合器12一端与止回阀一11相连，一端与球阀七18相连，一端与止回阀四26相连，一端与快拆阀一29相连，用于实现油气水在线混合。所述混合器12和快拆阀一29之间的管道设有温度传感器一27、压力传感器一28，用于采集温度和压力数据。所述测试立管30一端与快拆阀一29相连，另一端与快拆阀二32相连，通过快拆阀一29、快拆阀二32可将测试立管30拆卸下来进行结蜡量测量。所述回收罐35与快拆阀二32相连，用于回收测试后的流体。所述回收罐35和快拆阀二32之间的管道设有温度传感器二33、压力传感器二34，用于采集流体的温度、压力数据。所述测试立管30置于水浴二31内，水浴二31可控制测试立管30内的温度。所述压力传感器三36与油罐6顶部相连。

本实用新型具体操作过程说明如下：

油气水三相流结蜡测试：关闭所有阀门。向油罐6内注入一定量的油，向水罐21内注入一定量的水，启动油罐6顶部的电动搅拌器。打开球阀一2、球阀二3、球阀三4、球阀四5，启动水浴一1、水浴二31，将其温度设置为实验温度。打开球阀六8、球阀七18、球阀十23，设置减压阀14的压力至试验压力，启动螺杆泵9、水泵24。油气水三相流流入混合器12后进行三相混合，混合后的油气水三相流流入测试立管30，测试立管30的温度由水浴二31控制为低温，油气水三相流在测试立管30的管壁上结蜡。流动一段时间后，管壁所有设备与阀门，通过快拆阀一29和快拆阀二32将测试立管30拆卸下来称重测量结蜡量。

油气两相流结蜡测试：关闭所有阀门。向油罐6内注入一定量的油，启动油罐6顶部的电动搅拌器。打开球阀一2、球阀三4，启动水浴一1、水浴二31，将其温度设置为实验温度。打开球阀六8、球阀七18，设置减压阀14的压力至试验压力，启动螺杆泵9。油气两相流流入混合器12后进行两相混合，混合后的油气两相流流入测试立管30，测试立管30的温度由水浴二31控制为低温，油气两相流在测试立管30的管壁上结蜡。流动一段时间后，管壁所有设备与阀门，通过快拆阀一29和快拆阀二32将测试立管30拆卸下来称重测量结蜡量。

油水两相流结蜡测试：关闭所有阀门。向油罐6内注入一定量的油，向水罐21内注入一定量的水，启动油罐6顶部的电动搅拌器。打开球阀一2、球阀二3、球阀三4、球阀四5，启动水浴一1、水浴二31，将其温度设置为实验温度。打开球阀六8、球阀十23，启动螺杆泵9、水泵24。油水两相流流入混合器12后进行两相混合，混合后的油水两相流流入测试立管30，测试立管30的温度由水浴二31控制为低温，油水两相流在测试立管30的管壁上结蜡。流动一段时间后，管壁所有设备与阀门，通过快拆阀一29和快拆阀二32将测试立管30拆卸下来称重测量结蜡量。

溶气原油结蜡测试：关闭所有阀门。向油罐6内注入一定量的油，向水罐21内注入一定量的水，启动油罐6顶部的电动搅拌器。打开球阀一2、球阀二3、球阀三4、球阀四5，启动水浴一1、水浴二31，将其温度设置为实验温度。打开球阀八19，设置减压阀14的压力至试验压力，向油罐6注入一定量的气体。关闭球阀八19。观察压力传感器三36的压力数据，待油罐6内的压力稳定不再变化后，即完成溶气原油的制备。打开球阀六8，启动螺杆泵9，溶气原油流入测试立管30，测试立管30的温度由水浴二31控制为低温，溶气原油在测试立管30的管壁上结蜡。流动一段时间后，管壁所有设备与阀门，通过快拆阀一29和快拆阀二32将测试立管30拆卸下来称重测量结蜡量。

综上，采用气瓶、油罐、水罐结合混合器的形式产生油气水三相流、油水两相流、油气两相流，实现多种流动均可模拟功能。气瓶与油罐相连，可制备溶气原油，使装置可适用于溶气原油的测试。设置测试立管和水浴二，可模拟井筒内流体的结蜡工况。在测试立管两端设置快拆阀，直接称重测量蜡含量，提高测试数据的精确度。装置设置安全阀防止憋压爆炸，提高装置安全性。装置具有适用于油气水三相流、溶气原油可制备、油水两相流可模拟、油气两相流可模拟、模拟井筒结蜡、快拆测量蜡含量的特点。