该压差 变送器9根据实验需要调节气体流速，实现对砂粒返排速度的控制，其中，砂粒返排速度指 砂粒进入凹腔后沿旁通管排出的速度。并且，通过调节，使气体流速达到实验所需的值。
[0052] 该压差变送器9也可W和上述仪器控制柜8连接，上述测量获取的气体流速值可 W同时显示到压差变送器9的显示屏上和仪器控制柜8的显示屏上，方便实验人员观察数 据。
[0053] 进一步地，在上述实施例的基础上，上述管路41上设有用于调节气体流量的调压 阀42和用于干燥空气的油水分离器43。
[0054] 具体地，实验人员根据上述压差变送器9 W及皮巧管10测量获取的气体流速值对 调压阀42进行调节，W调整管路中的气体流量，W使旁通管12出口处的气体流量值达到实 验需要。
[00巧]可选地，在另一实施例中，调压阀42可W和仪器控制柜8连接，由仪器控制柜8来 实现对调压阀42的调节，省去了研究人员的手动调节。
[0056] 油水分离器43主要是过滤空气压缩机4输出空气中的水分，防止空气和砂粒混合 后，造成砂粒结块，影响实验效果。
[0057] 需要说明的是，上述空气压缩机4可W与电器开关控制柜44连接，由电器开关控 制柜44来控制空气压缩机4的开关状态。
[0058] 可选地，具体组装上述系统时，也可W将电器开关控制柜44和上述仪器控制柜8 组装为一体，W对上述系统中各个部分进行控制，并记录和存储实验数据。
[0059] 在上述实施例的基础上，上述系统还包括箱体14、该箱体14内设有格栅15,该格 栅15将箱体14分隔为相互隔离的两部分。上述四通管1放置于格栅15上，具体地，上述 下堵头6的下表面与格栅15的上表面接触。
[0060] 格栅15下的箱体部分可w用于回收砂粒，即砂粒从旁通管12的开口处排出后通 过格栅15落入箱体下部。可W将格栅15下的箱体设为漏斗状，即格栅下的箱体部分上表 面的面积大于下表面的面积。
[0061] 上述箱体14的下表面设有开口 16,且该开口 16上设有可开合的封闭装置17。打 开封闭装置17后，箱体14中回收的砂粒就可W在重力作用下流出，方便砂粒的回收。
[0062] 该封闭装置17可W设置为可推拉的隔板，即在开口处设置轨道，让隔板沿着轨道 推拉W实现开合。当然，并不W此为限。
[0063] 具体实验时，整个箱体14可W置于支架18上。
[0064] 本发明实施例提供的系统体积较小，具体可W按照油田生产现场的实际装置成比 例缩小，W方便安装在实验室中，从而使研究人员在实验室中就可W完成模拟实验，也降低 了实验成本。通过上述系统进行实验，可W定性且定量的获取实验数据，所获取的实验数据 对现场生产也具有更可靠的参考价值。
[0065] 图3为本发明提供的井口设备冲蚀模拟方法实施例一的流程示意图，该方法由前 述实施例中的系统完成，如图3所示，该方法包括：
[0066] S301、将砂粒和空气导入四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹腔内。
[0067] 具体地，砂粒由上述定量给料机在仪器控制柜的控制下，通过漏砂管输入到凹腔 中。空气由空气压缩机提供，通过管路导入凹腔。
[0068] S302、该砂粒和空气在凹腔内混合后，沿着上述直通管内壁和钻杆外壁之间的环 空上升，并从上述四通管的旁通管开口排出。
[0069] S303、经过预设时间段后，对上述四通管的壁厚进行测量，并将测量结果与四通管 的原始壁厚进行比较。送样就可W获取冲蚀量，研究人员可W根据冲蚀量进行更为深入的 分析，W对井口设备冲蚀进行研究。
[0070] 具体实验过程中，经过预设时间段后，停止实验，将四通管的测量部位（例如旁通 管）切开，并对其内壁进行定量打磨，之后在显微镜下观察剩余壁厚，W确定预设时间段内 的冲蚀量。具体地，冲蚀量等于原始壁厚减去定量打磨厚度、再减去当前壁厚。
[0071] 举例说明，表1为一次具体实验所确定的实验条件，
[0072] 表 1
[0073]
[0074] 具体地，上述仪器控制柜根据预设的含沙量确定单位时间内的砂粒流量。
[0075] 表2为在表1所示的实验条件下，经过6小时后，获取的实验数据，
[0076] 表 2
[0077]
[0078] 表3为在表1所示的实验条件下，经过24小时后，获取的实验数据，
[0079] 表 3
[0080]
[008。 具体地，对水平放置的旁通管内壁不同位置分别进行测量，表2中"12点"表示上 述旁通管顶部位置的内壁，"3点"和"9点"表示上述旁通管水平位置的内壁，"6点"表示 上述旁通管底部位置。
[0082] 本实施例中，通过将空气和砂粒在凹腔内混合后，从四通管的旁通管排出，进而测 量四通管壁厚，并和原始壁厚进行比较，获取实验过程中，四通管壁的损耗，从而分析井口 设备冲蚀原理。送种采用实体模拟的方式获取的实验数据更加具有参考价值，对油田的现 场生产更具有实际意义。
[0083] 进一步地，上述将砂粒和空气导入四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹 腔内，具体可W为：按照预设气体流量将空气导入上述四通管底部所密封连接的下堵头的 凹腔内，并按照预设砂粒流量将砂粒导入上述四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的 凹腔内。
[0084] 优选地，将空气导入四通管底部所密封连接的下堵头的凹腔内的过程中，将空气 进行干燥。
[0085] 该方法实施例由前述系统执行，其实现原理和技术效果类似，在此不再赏述。
[0086] 最后应说明的是；W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而送些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。
【主权项】
1. 一种井口设备冲蚀模拟系统，其特征在于，包括：四通管、钻杆、漏砂管、空气压缩 机； 所述四通管包括相连通的直通管和旁通管，所述直通管的上端开口由上堵头密封，下 端开口由下堵头密封，所述下堵头内设有凹腔； 所述钻杆为空心管体，设置在所述直通管内部，且所述钻杆的上端开口与所述上堵头 密封连接； 所述上堵头上设有进砂孔和进气孔，所述进气孔和所述进砂孔都与所述钻杆的内部连 通； 所述漏砂管设置在所述钻杆内部，且所述漏砂管的顶端穿设在所述进砂孔中，用于将 砂粒导入所述凹腔； 所述空气压缩机通过管路与所述钻杆内部连通，用于将空气导入所述凹腔，其中，所述 管路的一端与所述空气压缩机的出口密封连接，所述管路的另一端穿设在所述进气孔中， 所述空气和所述砂粒在所述凹腔内混合后沿着所述直通管内壁和所述钻杆外壁之间的环 空上升并从所述旁通管的开口排出。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：定量给料机和仪器控制柜； 所述仪器控制柜，与所述定量给料机连接，用于控制所述定量给料机单位时间内的砂 粒流量； 定量给料机，用于按照所述仪器控制柜设定的砂粒流量，将砂粒通过所述漏砂管输入 到所述凹腔中。3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述钻杆底部开口的水平位置低于所 述漏砂管底部开口的水平位置。4. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旁通管的其中一个开口处设有压差 变送器，所述压差变送器与皮托管连接； 所述压差变送器和所述皮托管测量获取所述旁通管开口处的气体流速。5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管路上设有用于调节气体流量的调 压阀和用于干燥空气的油水分离器。6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：箱体，所述箱体内置有格栅，所述 格栅将所述箱体分隔为相互隔离的两部分； 所述四通管放置于所述格栅的上表面上，所述下堵头的下表面与所述格栅的上表面接 触。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述格栅下的箱体部分的上表面面积大 于下表面面积； 所述箱体的下表面上设有开口，所述开口上设有可开合的封闭装置。8. -种井口设备冲蚀模拟方法，其特征在于，包括： 将砂粒和空气导入四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹腔内； 所述砂粒和空气在所述凹腔内混合后，沿着所述直通管内壁和钻杆外壁之间的环空上 升并从所述四通管的旁通管开口排出； 经过预设时间段后，对所述四通管的壁厚进行测量，并将测量结果与所述四通管的原 始壁厚进行比较。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将砂粒和空气导入四通管的直通管 底部所密封连接的下堵头的凹腔内，包括： 按照预设气体流量将空气导入所述四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹腔 内，并按照预设砂粒流量将砂粒导入所述四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹腔 内。10. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，还包括： 将空气导入四通管的直通管底部所密封连接的下堵头的凹腔内的过程中，将所述空气 进行干燥。
【专利摘要】本发明实施例提供一种井口设备冲蚀模拟系统及方法，该系统包括：四通管、钻杆、漏砂管、空气压缩机；四通管包括相连通的直通管和旁通管，直通管的上端开口由上堵头密封，下端开口由下堵头密封，下堵头内设有凹腔；所述钻杆设置在所述直通管内部，且上端开口与所述上堵头密封连接；所述上堵头上设有进砂孔和进气孔，进气孔和所述进砂孔都与钻杆的内部连通；所述漏砂管设置在所述钻杆内部，用于将砂粒导入所述凹腔；所述空气压缩机通过管路与所述钻杆内部连通，用于将空气导入所述凹腔。本发明中，完全模拟了井口设备被冲蚀的现场情景，获取的数据可以使研究人员更好的分析获得生产现场产生冲蚀的真实原因，对油田的现场生产更具有实际意义。
【IPC分类】G01N3/56
【公开号】CN105628529
【申请号】CN201410598486
【发明人】胥志雄, 韩勇, 严永发, 梁红军, 王延民, 王裕海, 邹光贵, 章景城, 杜锋辉, 周健, 张志
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月30日