摩阻测试装置及液体在管道中运输时受到摩阻的计算方法与流程

本发明属于测试装置，具体涉及一种摩阻测试装置，以及液体在管道中运输时受到摩阻的计算方法。

背景技术：

1、石油钻井生产过程中，为提高近井底带油层的渗透率，提高油、气产量，往往需要使用各种液体，例如酸化液和压裂液流体。为保证终端压力达到使用要求，需要知道酸化液和压裂液的在管道运输中的摩阻情况。

2、目前人们常用摩阻仪在实验状态下对酸化液和压裂液在测试管道中的摩阻情况进行检测，例如直接将测试管道设置成与现场酸化液和压裂液管道直径一致的情况后，对其摩阻进行检测，因此其虽然在一定程度上能够满足检测酸化液和压裂液在实际管道中的摩阻的需要，但也存在一定问题：在石油钻井生产过程中，常用三种型号的油管和三种型号的套管对酸化液或压裂液进行输送，其包括内径为50.8mm的a型油管，内径为62mm的b型油管，内径为76mm的c型油管；内径为101.6mm的d型套管，内径为124.4mm的e型套管和内径为161.9mm的f型套管，管道的数量多且直接相对较大，当使用现有的摩阻仪对三种型号的油管和三种型号的套管的摩阻进行检测时，其存有体积大不适合室内实验的问题，由此有必要研发一种新的摩阻测试装置，以解决现有的摩阻仪存有的以上问题。

技术实现思路

1、为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种摩阻测试装置，以及液体在管道中运输时受到摩阻的计算方法。其中测试装置具有操作简单，适合室内实验的优点。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种摩阻测试装置，包括第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管：所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管中，任意两个测试直管的内径不相等；所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管分别连接有第一压差测量单元，所述第一压差测量单元用于测量液体流经对应测试直管时，所述测试直管两端的压差；

3、测试液体供给单元：所述测试液体供给单元分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管连接，所述测试液体供给单元用于向所述第一测试直管、第二测试直管或者第三测试直管供给测试液体；

4、加热装置：所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管均与所述加热装置连接，所述加热装置分别用于对所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管进行加热。

5、进一步的，所述第一压差测量单元包括第一压差测量仪和第二压差测量仪，所述第一压差测量仪和第二压差测量仪均并联在对应的所述测试直管的两端，所述第二压差测量仪的每一端和对应的所述测试直管之间均设有第一切断阀，所述第一压差测量仪允许的测量压力大于所述第二压差测量仪允许的测量压力。

6、进一步的，还包括第一测试盘管和第二测试盘管，所述第一测试盘管和第二测试盘管的内径不相等，所述测试液体供给单元分别与所述第一测试盘管和第二测试盘管连接，所述第一测试盘管和第二测试盘管分别连接有第二压差测量单元，所述第二压差测量单元用于测量液体流经对应测试盘管时，所述测试盘管两端的压差；所述第一测试盘管和第二测试盘管均与所述加热装置连接。

7、进一步的，所述加热装置包括储液槽，所述储液槽内设有电加热器，所述电加热器用于加热所述储液槽内的液体，所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的外部均套设有加热夹套，每个所述加热夹套和对应的测试直管之间均形成加热腔室，每个所述加热夹套上分别设有连通对应加热腔室的进液口和出液口，所述储液槽的出口通过循环泵分别与三个所述加热夹套的进液口连接，三个所述加热夹套的出液口分别与所述储液槽的进口连接；所述第一测试盘管和第二测试盘管均设置在所述储液槽内。

8、进一步的，所述第二压差测量单元包括第三压差测量仪和第四压差测量仪，所述第三压差测量仪和第四压差测量仪均并联在对应的测试盘管的两端，所述第四压差测量仪的每一端和对应的测试盘管之间均设有第二切断阀，所述第三压差测量仪允许的测量压力大于所述第四压差测量仪允许的测量压力。

9、进一步的，所述测试液体供给单元包括酸性液体供给单元及非酸性液体供给单元，所述酸性液体供给单元分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管连接，以向所述第一测试直管、第二测试直管或者第三测试直管供给酸性测试液体；所述非酸性液体供给单元分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管连接，以向所述第一测试直管、第二测试直管或者第三测试直管供给非酸性测试液体。

10、进一步的，所述酸性液体供给单元包括酸性液体储罐，所述酸性液体储罐通过连通阀连接有酸性液体加热罐，所述酸性液体加热罐通过第一泵送系统分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的进口连接，所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的出口分别与所述酸性液体加热罐连接。

11、进一步的，所述酸性液体加热罐连接有第一加热器，所述第一加热器用于对所述酸性液体加热罐内的液体进行加热；所述第一泵送系统包括第一输送泵，所述第一输送泵的进口与所述酸性液体加热罐连接，所述第一输送泵的出口通过第一储能器与第一控制阀连接，所述第一控制阀分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的进口连接。

12、进一步的，所述非酸性液体供给单元包括非酸性液体储罐，所述非酸性液体储罐通过第二泵送系统分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的进口连接，所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的出口分别与所述非酸性液体储罐连接。

13、进一步的，所述第二泵送系统包括第二输送泵，所述第二输送泵的进口与所述非酸性液体储罐连接，所述第二输送泵的出口通过第二储能器与第二控制阀连接，所述第二控制阀分别与所述第一测试直管、第二测试直管和第三测试直管的进口连接；所述非酸性液体储罐连接有第二加热器，所述第二加热器用于对所述非酸性液体储罐内的液体进行加热。

14、根据本发明的另一方面，提供了一种液体在管道中运输时受到摩阻的计算方法，包括：

15、比较摩阻测量装置的三个测试直管的内径，得到与所述待测试管道对应的匹配测试直管，所述摩阻测量装置如以上任意一项所述；

16、根据现有资料，得到当清水通过所述待测试管道时清水的流速与摩阻的关系式一；

17、利用所述摩阻测量装置测量得到当清水通过所述匹配测试直管时，清水的流速数据与实测摩阻数据，其中，所述实测摩阻数据通过所述第一压差测量单元测量的压差数据计算得到，所述清水的流速数据根据流经所述匹配测试直管时的清水的流量计算得到；

18、根据清水通过所述匹配测试直管时的流速数据与实测摩阻数据，拟合得到清水通过所述匹配测试直管时摩阻与清水的流速的关系式二；

19、利用所述摩阻测量装置，以待检测的液体按照待检测的流速通过所述匹配测试直管，得到实际测量摩阻；

20、将所述实际测量摩阻带入所述关系式二，得到所述实际测量摩阻对应的流速值；

21、将所述流速值带入所述关系式一，得到该流速对应的摩阻值，所述摩阻值即为待检测的液体按照待检测的流速通过所述待测试管道时的摩阻值。

22、由上述技术方案可知，本发明提供的一种摩阻测试装置，以及液体在管道中运输时受到摩阻的计算方法，具有如下有益效果：

23、本发明的测试装置具有操作简单，适合用于室内实验的优点；

24、本发明的测试方法通过将待测试管道与实际管道进行匹配，并将实际管道与测试直管进行匹配，从而根据利用清水测试时测试直管的流速摩阻关系、清水流经实际管道的流速摩阻数据、待测试液体以待测试流速流经测试直管时的摩阻数据，得到待测试液体以待测试流速流经实际管道时的摩阻，从而为酸化及压裂作业提供了摩阻计算的数据支持。