井下氣液模擬檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣開采領(lǐng)域，尤其涉及井下氣液模擬檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在氣井的生產(chǎn)過程中，井筒中存在氣液兩相流。氣液兩相流指氣體和液體處于同 一個系統(tǒng)內(nèi)流動。該氣液兩相流在井筒中存在四種流動型態(tài)，即泡狀流、段塞流、環(huán)狀流和 霧狀流。泡狀流是指氣體以小氣泡分散在液相中；段塞流是指由于氣體的膨脹，液相中的 小氣泡合并成大氣泡并能占據(jù)整個油管斷面，在井筒內(nèi)形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)；環(huán)狀流 是指油管中心為連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動結(jié)構(gòu)；霧狀流指油管內(nèi)流動的氣流芯子很 粗，沿管壁流動的油環(huán)很薄，絕大部分油以小油滴分散在氣流中。流動型態(tài)的不同不僅影響 兩相流動的力學(xué)關(guān)系，而且影響著其傳熱及傳質(zhì)性能。
[0003] 但由于井筒的深度至少有幾十米，所以井筒中氣液兩相流所處的流動型態(tài)的力學(xué) 關(guān)系和傳熱及傳質(zhì)性能難以被清楚的認(rèn)知?，F(xiàn)有技術(shù)中主要采用模擬測試系統(tǒng)來模擬井筒 中的氣液兩相流所處的流動型態(tài)從而研究氣液兩相流所處的流動型態(tài)的力學(xué)關(guān)系和傳熱 及傳質(zhì)性能?，F(xiàn)有技術(shù)中的模擬測試系統(tǒng)將氣體和液體直接輸入模擬井筒中，以使氣體和 液體在模擬井筒中進行混合，從而模擬氣液兩相流所處的流動型態(tài)。但由于現(xiàn)有技術(shù)中的 模擬測試系統(tǒng)的模擬井筒的長度遠(yuǎn)小于實際井筒的長度，所以將氣體和液體直接輸入模擬 井筒中，可能造成氣體和液體形成兩股流體，各自在模擬井筒中流動，從而不能將氣體和液 體在模擬井筒中進行充分混合而形成氣液兩相流所處的流動型態(tài)，從而不能真實模擬實際 井筒中的氣液兩相流的流動型態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能真實模擬井筒中氣液兩相流的流動型態(tài)的井下氣液 模擬檢測系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種井下氣液模擬檢測系統(tǒng)，其 包括：模擬井筒，所述模擬井筒包括第一進口端；具有第一輸出端的進氣系統(tǒng)，所述進氣系 統(tǒng)能通過所述第一輸出端輸出第一預(yù)定量的氣體；具有第二輸出端的進液系統(tǒng)，所述進液 系統(tǒng)能通過所述第二輸出端輸出第二預(yù)定量的液體；混合裝置，所述混合裝置具有進氣口、 進液口、輸出口和能使一種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中的擴散部，所述進氣口與所述第一輸 出端相連接，所述進液口與所述第二輸出端相連接，所述輸出口與所述第一進口端相連接， 所述擴散部與所述進液口相連通，第二預(yù)定量的液體通過所述進液口進入所述擴散部后能 分散在所述從進氣口進入的第一預(yù)定量的氣體中，從而形成混合物，并能通過所述輸出口 將所述混合物輸出至模擬井筒中。
[0006] 優(yōu)選地，所述擴散部包括具有內(nèi)腔的第一殼體，所述進氣口、輸出口設(shè)置在所述第 一殼體的外壁上；所述第一殼體的側(cè)壁上形成有至少一個貫通孔，第二預(yù)定量的液體能通 過所述貫通孔分散在所述從進氣口進入的第一預(yù)定量的氣體中。
[0007] 優(yōu)選地，所述混合裝置還包括套設(shè)于所述第一殼體上的第二殼體，所述第二殼體 與所述第一殼體之間形成有環(huán)形空間；所述進液口設(shè)置在所述第二殼體的外壁上，所述進 液口與所述環(huán)形空間相連通；所述貫通孔均勻分布于所述第一殼體的側(cè)壁上。
[0008] 優(yōu)選地，所述模擬井筒內(nèi)設(shè)置有渦流體，所述渦流體能使所述模擬井筒內(nèi)的氣液 兩相流作螺旋運動。
[0009] 優(yōu)選地，所述渦流體包括靠近所述第一進口端的第一部分和遠(yuǎn)離所述第一進口端 的第二部分，所述第一部分上設(shè)置有第一通道，所述第二部分為實心的圓柱體，所述第二部 分的外壁上設(shè)置有螺旋槽，所述模擬井筒中的氣液兩相流能通過所述第一通道流入所述螺 旋槽。
[0010] 優(yōu)選地，所述渦流體與所述第一進口端相距至少4米。
[0011] 優(yōu)選地，其包括：設(shè)置于所述模擬井筒內(nèi)的壓力測試裝置，所述渦流體具有靠近所 述第一進口端的第一端和遠(yuǎn)離所述第一進口端的第二端；所述壓力測試裝置包括用于測量 所述第一端與所述第二端之間的壓力的差值的第一壓力測試裝置和用于測量所述模擬井 筒內(nèi)遠(yuǎn)離所述第二端的一側(cè)的壓力的差值的第二壓力測試裝置，所述第二壓力測試裝置按 照預(yù)定的規(guī)則排列。
[0012] 優(yōu)選地，所述進氣系統(tǒng)包括輸氣裝置和第一測量裝置，所述第一測量裝置具有第 一輸入端和所述第一輸出端，所述第一輸入端與所述輸氣裝置相連接，所述第一輸入端與 所述輸氣裝置之間設(shè)置有第一壓力測量裝置。
[0013] 優(yōu)選地，所述進液系統(tǒng)包括輸液裝置和第二測量裝置，所述第二測量裝置具有第 二輸入端和所述第二輸出端，所述第二輸入端與所述輸液裝置相連接，所述第二輸入端與 所述輸液裝置之間設(shè)置有第二壓力測量裝置。
[0014] 優(yōu)選地，所述模擬井筒包括與所述第一進口端相背對的第一出口端，所述第一出 口端與氣液分離器相連接，所述氣液分離器用于將氣體和液體分離開來，所述輸液裝置包 括用于盛放液體的容器，所述氣液分離器能將分離出的液體輸入至所述容器中。
[0015] 本發(fā)明提供的井下氣液模擬檢測系統(tǒng)的有益效果是：本發(fā)明通過進氣系統(tǒng)向混合 裝置內(nèi)輸入第一預(yù)定量的氣體；通過進液系統(tǒng)向混合裝置內(nèi)輸入第二預(yù)定量的液體，該第 一預(yù)定量是根據(jù)實際井筒中的需要模擬的流動型態(tài)的氣液兩相流內(nèi)所含有的氣體的壓力 和含量所確定，第二預(yù)定量是根據(jù)實際井筒中的需要模擬的流動型態(tài)的氣液兩相流內(nèi)所含 有的液體的壓力和含量所確定，從而當(dāng)該第一預(yù)定量的氣體和第二預(yù)定量的液體混合后能 形成實際井筒中需要模擬的流動型態(tài)的氣液兩相流；然在再通過混合裝置使該第二預(yù)定量 的液體通過進液口進入擴散部后能分散在從進氣口進入的第一預(yù)定量的氣體中，從而使第 一預(yù)定量的氣體和第二預(yù)定量的液體相互充分混合，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中的可能造成氣 體和液體形成兩股流體，各自在模擬井筒中流動的情況；最后將氣體和液體充分混合后形 成的混合物輸出至模擬井筒中，以使混合物在模擬井筒中模擬實際井筒中的氣液兩相流的 流動型態(tài)，從而實現(xiàn)了本發(fā)明提供一種能真實模擬井筒中氣液兩相流的流動型態(tài)的井下氣 液模擬檢測系統(tǒng)的目的。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0017] 圖1本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2本發(fā)明的進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3本發(fā)明的進液系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4本發(fā)明的一種實施方式的混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5本發(fā)明的檢測試驗系統(tǒng)測量的可靠性的效果圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 請參閱圖1。本發(fā)明提供一種井下氣液兩相模擬檢測系統(tǒng)，其包括：模擬井筒10， 所述模擬井筒10包括第一進口端21 ;具有第一輸出端52的進氣系統(tǒng)，所述進氣系統(tǒng)能通 過所述第一輸出端52輸出第一預(yù)定量的氣體；具有第二輸出端56的進液系統(tǒng)，所述進液系 統(tǒng)能通過所述第二輸出端56輸出第二預(yù)定量的液體；混合裝置13,所述混合裝置13具有 進氣口 15、進液口 17、輸出口 19和能使一種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中的擴散部111，所述進 氣口 15與所述第一輸出端52相連接，所述進液口 17與所述第二輸出端56相連接，所述輸 出口 19與所述第一進口端21相連接，所述混合裝置13能使所述第二預(yù)定量的液體通過所 述擴散部111分散在所述第一預(yù)定量的氣體中，從而形成混合物，并能通過所述