CN111127997B - 一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置，它包括外框架、上导轨、下导轨、内导架、竖导架、测试夹持器、模拟井筒，外框架为方形可拆卸框架；外框架的上边框设置上导轨，下边框设置下导轨，内导架通过导轮分别与上导轨和下导轨连接，竖导架通过螺栓固定在外框架的立边框上；测试夹持架呈倾斜状设置于内导架和竖导架之间，测试夹持架的两端分别与内导架和竖导架可拆卸连接；模拟井筒放置于测试夹持架限位槽内并通过固定皮带固定，模拟井筒两端连接有塑料软管；通过移动内导架设置测试夹持架的角度。本发明可以将模拟井筒调整至各种角度，模拟不同角度井筒中气液两相流的流动状态，在实验完成后可以拆卸，节省实验空间。

Description

一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置

技术领域

本发明涉及的是用于研究石油天然气工程技术的实验装置，具体涉及一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置。

背景技术

在油气田钻井过程中，当地层流体进入井筒，或井筒中的流体压力小于饱和压力时，流体中的气体从液体中开始析出在气液两相流流动中主要有四种流态,即泡状流、段塞流、过渡流、环雾流。目前，各种实验装置只能在有限的范围内变动倾角，不能自由的变换角度，同时不能够对管内的两相流进行可视化研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置，这种可变倾角的井筒气液两相流实验装置用来解决在用实验装置不能自由的变换角度及不能够对管内的两相流进行可视化研究的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种可变倾角的井筒气液两相流实验装置包括外框架、上导轨、下导轨、内导架、竖导架、测试夹持器、模拟井筒，外框架为方形可拆卸框架，外框架底部采用螺栓固定在地面上；外框架的上边框设置上导轨，下边框设置下导轨，上导轨开口向下，下导轨开口向上，内导架上下两端均设置导轮，内导架通过导轮分别与上导轨和下导轨连接，竖导架通过螺栓固定在外框架的立边框上，内导架和竖导架均具有垂向螺栓槽；测试夹持架呈倾斜状设置于内导架和竖导架之间，测试夹持架的两端分别与内导架和竖导架通过螺栓、衬套可拆卸连接；测试夹持架沿其长度方向设置限位槽，限位槽处设置固定皮带，模拟井筒放置于限位槽内并通过固定皮带固定，模拟井筒为有机玻璃管，模拟井筒两端连接有塑料软管；测试夹持架两端设置限位孔，内导架两端各设置两个锁紧孔，两个锁紧孔位于导轮两侧；通过移动内导架设置测试夹持架的角度，当测试夹持架的角度确定下来后，通过将固定螺丝在锁紧孔处拧固，固定导轮位置，通过将螺栓穿过测试夹持架的限位孔拧固在垂向螺栓槽处，固定测试夹持架。

上述方案中的外框架是由四根截面为矩形的方钢连接形成，相邻两个方钢在边角处用钢角螺栓连接在一起。

上述方案中上导轨、下导轨均为具有条形开口的钢槽，条形开口沿钢槽长度方向设置，内导架上下两端的导轮可在上导轨、下导轨内自由滑动。

上述方案中内导架是两个角钢相对焊接在一起形成的架子，上下部均有导轮，可在上导轨，下导轨内左右滑动，当将固定螺丝拧固在锁紧孔处时，导轮被固定不动；内导架中间的垂向螺栓槽与螺栓相配合，当测试夹持架的角度确定下来时，将螺栓穿过测试夹持架的限位孔拧固在垂向螺栓槽处。

上述方案中竖导架是两个角钢相对焊接在一起形成的架子，竖导架上下两端通过螺栓与外框架的立边可拆卸连接，竖导架中间的垂向螺栓槽，用于通过螺栓固定测试夹持架。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明可以将模拟井筒调整至各种角度，模拟不同角度井筒中气液两相流的流动状态。

2、本发明中的模拟井筒采用有机玻璃管，在实验过程中实现可视化，可以观察两相流流动状态。

3、本发明采用可拆卸的装置构成，在实验完成后可以拆卸，节省实验空间。

4、本发明结构简单，易于实现，成本较低，便于在推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中测试夹持架示意图；

图3是本发明中上导轨和下导轨的截面示意图。

图中1.上导轨、2.固定螺丝、3.外框架、4.内导架、5.管道测试区、6.测试夹持架、7.下导轨、8.竖导架、9.限位孔、10.限位槽、11.固定皮带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

结合图1、图2、图3所示，这种可变倾角的井筒气液两相流实验装置包括外框架3、上导轨1、下导轨7、内导架4、竖导架8、测试夹持架6，外框架3是为矩形的重质金属材质的架子，外框架3底部采用螺栓固定在地面上；上导轨1、下导轨7，为形似“C”型钢槽，一侧开口，上导轨1、下导轨7分别焊接在外框架3的上下两个边框上，上导轨1开口向下，下导轨7开口向上。内导架4是两个角钢相对焊接在一起的架子，上下部均有导轮，中间留有垂向螺栓槽，内导架4上下两端有锁紧孔，内导架4上下两端的导轮卡压在上导轨1和下导轨7内，可在上导轨1和下导轨7滑动；竖导架8是两个角钢相对焊接在一起的架子，中间留有垂向螺栓槽，竖导架8上下两端通过螺栓固定在外框架3的立边上。

测试夹持架6是一种轻质金属材质架子，用于承接和夹持实验的模拟井筒（实验管道），测试架持夹6上有固定皮带11，用于固定模拟井筒（实验管道），测试夹持架6两端有限位孔9，通过限位孔9由螺栓将测试夹持架6的两端用螺栓连接在内导架4和竖导架8的垂向螺栓槽里。

将上导轨1、下导轨7、竖导架8搭建成外框架3，各连接处用螺栓固定，连接时内导架4的导轮已经送入导轨中，整体外框架3用螺栓固定在地面上，以保证整个框架的稳定。

进行实验时，将测试夹持架6按照所需要的角度安装到内导架4和竖导架8之间，按照实验需要的角度左右调节内导架4，使测试夹持架6达到实验所需要的角度，完成调节后，拧紧内导架4上下两端的固定螺丝，固定好内导架4，拧紧测试夹持器两端限位孔9的螺栓，固定好测试夹持器，以保证实验过程中的稳定性。

将实验所需要的模拟井筒，放置在测试夹持架6的限位槽10中，同时用固定皮带11规定好，模拟井筒上下端通过塑料软管连接在如传感器或压力计等实验设施上。

安装完成之后，启动实验各装置，打开泵，待模拟管道中的流动稳定后，进行观察（管道测试区）和记录。实验完成后，取下各装置，变化角度后，重复上述操作实验。

待试验完成后，将个框架中的连接点处的螺栓拆卸下来，便于存放和节省空间。

Claims (5)

1.一种可变倾角的井筒气液两相流实验装置，其特征在于：这种可变倾角的井筒气液两相流实验装置包括外框架（3）、上导轨（1）、下导轨（7）、内导架（4）、竖导架（8）、测试夹持器（6）、模拟井筒，外框架（3）为方形可拆卸框架，外框架（3）底部采用螺栓固定在地面上；外框架（3）的上边框设置上导轨（1），下边框设置下导轨（7），上导轨（1）开口向下，下导轨（7）开口向上，内导架（4）上下两端均设置导轮，内导架（4）通过导轮分别与上导轨（1）和下导轨（7）连接，竖导架（8）通过螺栓固定在外框架（3）的立边框上，内导架（4）和竖导架（8）均具有垂向螺栓槽；测试夹持架（6）呈倾斜状设置于内导架（4）和竖导架（8）之间，测试夹持架（6）的两端分别与内导架（4）和竖导架通（8）过螺栓、衬套可拆卸连接；测试夹持架（6）沿其长度方向设置限位槽（10），限位槽（10）处设置固定皮带（11），模拟井筒放置于限位槽（10）内并通过固定皮带（11）固定，模拟井筒为有机玻璃管，模拟井筒两端连接有塑料软管；测试夹持架（6）两端设置限位孔（9），内导架（4）两端各设置两个锁紧孔，两个锁紧孔位于导轮两侧；能将模拟井筒调整至各种角度，模拟不同角度井筒中气液两相流的流动状态，通过移动内导架（4）设置测试夹持架（6）的角度，当测试夹持架的角度确定下来后，通过将固定螺丝在锁紧孔处拧固，固定导轮位置，通过将螺栓穿过测试夹持架（6）的限位孔（9）拧固在垂向螺栓槽处，固定测试夹持架（6）；内导架（4）是两个角钢相对焊接在一起的架子，中间留有垂向螺栓槽；竖导架（8）是两个角钢相对焊接在一起的架子，中间留有垂向螺栓槽。

2.根据权利要求1所述的可变倾角的井筒气液两相流实验装置，其特征在于：所述的外框架（3）是由四根截面为矩形的方钢连接形成，相邻两个方钢在边角处用钢角螺栓连接在一起。

3.根据权利要求2所述的可变倾角的井筒气液两相流实验装置，其特征在于：所述的上导轨（1）、下导轨（7）均为具有条形开口的钢槽，条形开口沿钢槽长度方向设置，内导架（4）上下两端的导轮可在上导轨（1）、下导轨（7）内自由滑动。

4.根据权利要求3所述的可变倾角的井筒气液两相流实验装置，其特征在于：所述的内导架（4）是两个角钢相对焊接在一起形成的架子，上下部均有导轮，可在上导轨（1），下导轨（7）内左右滑动，当将固定螺丝拧固在锁紧孔处时，导轮被固定不动；内导架（4）中间的垂向螺栓槽与螺栓相配合，当测试夹持架的角度确定下来时，将螺栓穿过测试夹持架的限位孔（9）拧固在垂向螺栓槽处。

5.根据权利要求4所述的可变倾角的井筒气液两相流实验装置，其特征在于：所述的竖导架（8）是两个角钢相对焊接在一起形成的架子，竖导架（8）上下两端通过螺栓与外框架的立边可拆卸连接，竖导架（8）中间的垂向螺栓槽，用于通过螺栓固定测试夹持架。

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