一种高温高压井筒模拟装置的制造方法_2

文档序号:8357234阅读:来源:国知局
环泵,3调压泵,4配样转样器,5换向阀,6循环油管,7油浴控温器,8油浴循环套管,9备用加剂管,10加药泵,11加药囊,12搅拌器,13凡尔器,14电阻率仪,15背压阀,16取样管,17高速摄像仪,18可视观察管,19抽真空口,20测压引压管,21加药泵管,22加药囊壳体,23加药孔,61入口端,62出口端,63上升段,64过渡段,65下降段,66第一储油管,67第二储油管,TI温度传感器,T2温度传感器,Pl压力传感器,P2压力传感器,P3压力传感器,Λ Pl压差传感器,Λ P2压差传感器,EVl?EV12闸阀、Vl?V4闸阀、QV闸阀。
【具体实施方式】
[0026]为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解,现结合【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0027]如图1和图2所示,本发明提供一种高温高压井筒模拟装置,包括:循环机构,其包括往复循环泵2、循环油管6和配样转样器4,所述往复循环泵2与所述循环油管6的入口端61和出口端62相连,所述配样转样器4与所述循环油管6的入口端61相连,所述循环油管6具有与所述入口端61相连的上升段63和与所述出口端62相连的下降段65,所述上升段63与所述下降段65之间通过过渡段64相连;控温控压机构,其包括油浴循环套管8、油浴控温器7和调压泵3,所述油浴循环套管8套设在所述循环油管6外,所述油浴循环套管8与所述油浴控温器7相连,所述调压泵3与所述配样转样器4相连;数据测量采集机构,其包括多个传感器,多个所述传感器连接于所述循环油管6。
[0028]具体是,本发明的循环机构的往复循环泵2上设有一换向阀5,该换向阀5类型为市售的三位四通电磁换向阀,可通过换向阀5的换向实现混合流体在循环油管6中顺时针循环流动,换向阀5上端分别与循环油管6的入口端61和出口端62相连,换向阀5下端通过第一储油管66和第二储油管67分别与往复循环泵2位于其活塞两端的泵筒相连,第一储油管66与循环油管6的入口端61相对应,第二储油管67与循环油管6的出口端62相对应,且往复循环泵2的电机为泵调速控制器I,泵调速控制器I连接计算机,通过计算机控制泵调速控制器I的旋转速度,从而控制往复循环泵2的往复速度;配样转样器4通过连接油管与第一储油管66相连,并通过第一储油管66与循环油管6的入口端61相连,且配样转样器4的连接油管上设有闸阀EV1,配样转样器4能配制不同比例的油、气、水的混合流体,以模拟不同地层条件下的原油特性;循环油管6依次经其入口端61、上升段63、过渡段64、下降段65、出口端62构成顺时针的循环管路,且循环油管6的上升段63设有闸阀EV2,下降段65设有闸阀QV(如图1所示)。
[0029]循环机构还包括搅拌器12,搅拌器12的上下两端分别通过连接油管连接于循环油管6的上升段63,且搅拌器12与循环油管6上的闸阀EV2并联设置,搅拌器12上端与连接油管之间设有闸阀EV6,搅拌器12下端与连接油管之间设有闸阀EV4(如图1所示)。循环机构的搅拌器12利用其桨叶对混合流体进行搅拌,可模拟电泵井的工作状况,且其搅拌速度、搅拌时间和级数等均可调节;再者,也可采用磁力搅拌,即电磁搅拌器,以解决高温高压动密封难度大的问题;搅拌器12还可应用于自喷井模式、机抽井模式,以模拟不同的搅拌条件(即搅拌速度、搅拌时间、级数等)对混合流体混合效果的影响。
[0030]循环机构进一步还包括凡尔器13,凡尔器13与搅拌器12并联设置,凡尔器13的上下两端分别与搅拌器12和循环油管6之间的连接油管相连,凡尔器13上端与连接油管间设有闸阀EV5,凡尔器13下端与连接油管间设有闸阀EV3 (如图1所示);而且,凡尔器13内部包含一个落球,凡尔器13内部的落球随着液流的冲击而向上顶起,落球向上顶起的幅度与凡尔器13内流体的流速成正相关,当无流体通过凡尔器13或凡尔器13内部流体流速为零时,落球下落封堵凡尔器13下端入口,落球随混合流体而上下起伏,以模拟机抽井的凡尔与流体之间的相互作用。
[0031]如图1、图3和图4所示,循环机构更进一步还包括加药泵10和加药囊11,加药囊11的加药囊壳体22套设在循环油管6的上升段63开设有加药孔23的位置处,加药孔23在循环油管6的圆周方向上均匀设置,且较佳的是加药孔23为四个直径为2mm的小孔,以模拟生产现场井下筛管,加药囊壳体22 —侧形成开口,该开口连接加药泵管21,加药囊壳体22与加药泵管21可采用焊接方式形成,加药囊11通过加药泵管21连接加药泵10 ;再者,加药泵管21上设置有闸阀,该闸阀与加药囊11之间连接有备用加剂管9,备用加剂管9上也设有闸阀。循环机构通过加药泵10在加药囊11处注入稀油或药剂,以与混合流体混合后参与循环。
[0032]控温控压机构的调压泵3与配样转样器4相连,且调压泵3位于配样转样器4的下方,进一步的,调压泵3为高温高压柱塞泵,通过高温高压柱塞泵推动配样转样器4中的活塞上下移动,给循环油管6增压或降压,以实现控压的作用;油浴循环套管8套设在循环油管6外,进一步的,油浴循环套管8还套设在换向阀5、第一储油管66、第二储油管67和往复循环泵2外,油浴循环套管8与油浴控温器7相连,油浴控温器7内部填充硅油,且油浴控温器7设有能连接计算机的通讯接口,通过计算机可以设定油浴控温器7的温度,使得油浴控温器7内部的硅油保持在一恒定温度,通过硅油在油浴循环套管8内部的流动,及硅油与循环油管6之间的传热作用,使得循环油管6中的混合流体的温度能够与待模拟的地层原油的温度相适应,由此来模拟不同井深下原油的温度。
[0033]数据测量采集机构的多个传感器包括三个压力传感器、两个压差传感器和两个温度传感器,较佳的是,多个传感器包括压力传感器P1、压力传感器P2、压力传感器P3、压差传感器Λ Ρ1、压差传感器Λ Ρ2、温度传感器TI和温度传感器Τ2,其中,如图1所示,循环油管6的上升段63连接有压力传感器Pl和压力传感器Ρ2,循环油管6的下降段65连接有压力传感器Ρ3,循环油管6的上升段63的压力传感器Pl和压力传感器Ρ2之间连接有压差传感器Λ Pl,循环油管6的上升段63的压力传感器Pl与循环油管6的下降段65的压力传感器Ρ3之间连接有另一个压差传感器Λ Ρ2,循环油管6的上升段63和下降段65上分别连接有温度传感器TI和温度传感器Τ2。
[0034]更进一步的,压力传感器Pl、压力传感器Ρ2和压力传感器Ρ3与循环油管6之间的连接油管上分别设有测压引压管20,且温度传感器T1、温度传感器Τ2分别连接于测压引压管20上,测压引压管20内预充硅油,以防止高粘度样品介质进入测压引压管20而引起堵塞;如图1所示,压差传感器ΛΡ1下端与压力传感器Pl之间设有闸阀EV7,压差传感器ΛΡ1上端与压力传感器Ρ2之间设有闸阀EV8,因压力传感器Pl与压力传感器Ρ2耐压70MPa,而压差传感器Λ Pl为高精度耐压60MPa,故在闸阀EV7与闸阀EV8之间通过连接油管连接并设有闸阀EV12,闸阀EV12与压差传感器Λ Pl并联设置,以此保护压差传感器Λ Pl
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