CN105242014A - 井下气液模拟检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种井下气液模拟检测***，其包括：模拟井筒，模拟井筒包括第一进口端；具有第一输出端的进气***，进气***能通过第一输出端输出第一预定量的气体；具有第二输出端的进液***，进液***能通过第二输出端输出第二预定量的液体；混合装置，混合装置具有进气口、进液口、输出口和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部，进气口与第一输出端相连，进液口与第二输出端相连，输出口与第一进口端相连，混合装置能使第二预定量的液体通过扩散部分散在第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过输出口将混合物输出至模拟井筒中。本发明实现了提供一种能真实模拟并观察井筒中气液两相流的流动型态变化的井下气液模拟检测***的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开采领域，尤其涉及井下气液模拟检测***。
背景技术
在气井的生产过程中，井筒中存在气液两相流。气液两相流指气体和液体处于同一个***内流动。该气液两相流在井筒中存在四种流动型态，即泡状流、段塞流、环状流和雾状流。泡状流是指气体以小气泡分散在液相中；段塞流是指由于气体的膨胀，液相中的小气泡合并成大气泡并能占据整个油管断面，在井筒内形成一段液一段气的结构；环状流是指油管中心为连续的气流而管壁为油环的流动结构；雾状流指油管内流动的气流芯子很粗，沿管壁流动的油环很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。流动型态的不同不仅影响两相流动的力学关系，而且影响着其传热及传质性能。
但由于井筒的深度至少有几十米，所以井筒中气液两相流所处的流动型态的力学关系和传热及传质性能难以被清楚的认知。现有技术中主要采用模拟测试***来模拟井筒中的气液两相流所处的流动型态从而研究气液两相流所处的流动型态的力学关系和传热及传质性能。现有技术中的模拟测试***将气体和液体直接输入模拟井筒中，以使气体和液体在模拟井筒中进行混合，从而模拟气液两相流所处的流动型态。但由于现有技术中的模拟测试***的模拟井筒的长度远小于实际井筒的长度，所以将气体和液体直接输入模拟井筒中，可能造成气体和液体形成两股流体，各自在模拟井筒中流动，从而不能将气体和液体在模拟井筒中进行充分混合而形成气液两相流所处的流动型态，从而不能真实模拟实际井筒中的气液两相流的流动型态。
发明内容
本发明的目的是提供一种能真实模拟井筒中气液两相流的流动型态的井下气液模拟检测***。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种井下气液模拟检测***，其包括：模拟井筒，所述模拟井筒包括第一进口端；具有第一输出端的进气***，所述进气***能通过所述第一输出端输出第一预定量的气体；具有第二输出端的进液***，所述进液***能通过所述第二输出端输出第二预定量的液体；混合装置，所述混合装置具有进气口、进液口、输出口和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部，所述进气口与所述第一输出端相连接，所述进液口与所述第二输出端相连接，所述输出口与所述第一进口端相连接，所述扩散部与所述进液口相连通，第二预定量的液体通过所述进液口进入所述扩散部后能分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过所述输出口将所述混合物输出至模拟井筒中。
优选地，所述扩散部包括具有内腔的第一壳体，所述进气口、输出口设置在所述第一壳体的外壁上；所述第一壳体的侧壁上形成有至少一个贯通孔，第二预定量的液体能通过所述贯通孔分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中。
优选地，所述混合装置还包括套设于所述第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体之间形成有环形空间；所述进液口设置在所述第二壳体的外壁上，所述进液口与所述环形空间相连通；所述贯通孔均匀分布于所述第一壳体的侧壁上。
优选地，所述模拟井筒内设置有涡流体，所述涡流体能使所述模拟井筒内的气液两相流作螺旋运动。
优选地，所述涡流体包括靠近所述第一进口端的第一部分和远离所述第一进口端的第二部分，所述第一部分上设置有第一通道，所述第二部分为实心的圆柱体，所述第二部分的外壁上设置有螺旋槽，所述模拟井筒中的气液两相流能通过所述第一通道流入所述螺旋槽。
优选地，所述涡流体与所述第一进口端相距至少4米。
优选地，其包括：设置于所述模拟井筒内的压力测试装置，所述涡流体具有靠近所述第一进口端的第一端和远离所述第一进口端的第二端；所述压力测试装置包括用于测量所述第一端与所述第二端之间的压力的差值的第一压力测试装置和用于测量所述模拟井筒内远离所述第二端的一侧的压力的差值的第二压力测试装置，所述第二压力测试装置按照预定的规则排列。
优选地，所述进气***包括输气装置和第一测量装置，所述第一测量装置具有第一输入端和所述第一输出端，所述第一输入端与所述输气装置相连接，所述第一输入端与所述输气装置之间设置有第一压力测量装置。
优选地，所述进液***包括输液装置和第二测量装置，所述第二测量装置具有第二输入端和所述第二输出端，所述第二输入端与所述输液装置相连接，所述第二输入端与所述输液装置之间设置有第二压力测量装置。
优选地，所述模拟井筒包括与所述第一进口端相背对的第一出口端，所述第一出口端与气液分离器相连接，所述气液分离器用于将气体和液体分离开来，所述输液装置包括用于盛放液体的容器，所述气液分离器能将分离出的液体输入至所述容器中。
本发明提供的井下气液模拟检测***的有益效果是：本发明通过进气***向混合装置内输入第一预定量的气体；通过进液***向混合装置内输入第二预定量的液体，该第一预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的气体的压力和含量所确定，第二预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的液体的压力和含量所确定，从而当该第一预定量的气体和第二预定量的液体混合后能形成实际井筒中需要模拟的流动型态的气液两相流；然在再通过混合装置使该第二预定量的液体通过进液口进入扩散部后能分散在从进气口进入的第一预定量的气体中，从而使第一预定量的气体和第二预定量的液体相互充分混合，从而避免了现有技术中的可能造成气体和液体形成两股流体，各自在模拟井筒中流动的情况；最后将气体和液体充分混合后形成的混合物输出至模拟井筒中，以使混合物在模拟井筒中模拟实际井筒中的气液两相流的流动型态，从而实现了本发明提供一种能真实模拟井筒中气液两相流的流动型态的井下气液模拟检测***的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的一种结构示意图；
图2本发明的进气***结构示意图；
图3本发明的进液***结构示意图；
图4本发明的一种实施方式的混合装置结构示意图；
图5本发明的检测试验***测量的可靠性的效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1。本发明提供一种井下气液两相模拟检测***，其包括：模拟井筒10，所述模拟井筒10包括第一进口端21；具有第一输出端52的进气***，所述进气***能通过所述第一输出端52输出第一预定量的气体；具有第二输出端56的进液***，所述进液***能通过所述第二输出端56输出第二预定量的液体；混合装置13，所述混合装置13具有进气口15、进液口17、输出口19和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部111，所述进气口15与所述第一输出端52相连接，所述进液口17与所述第二输出端56相连接，所述输出口19与所述第一进口端21相连接，所述混合装置13能使所述第二预定量的液体通过所述扩散部111分散在所述第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过所述输出口19将所述混合物输出至模拟井筒10中。
本发明提供的一种井下气液模拟检测***，通过进气***向混合装置13内输入第一预定量的气体；通过进液***向混合装置13内输入第二预定量的液体，该第一预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的气体的压力和含量所确定，第二预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的液体的压力和含量所确定，从而当该第一预定量的气体和第二预定量的液体混合后能形成实际井筒中需要模拟的流动型态的气液两相流；然在再通过混合装置13使该第二预定量的液体通过进液口17进入扩散部111后能分散在从进气口15进入的第一预定量的气体中，从而使第一预定量的气体和第二预定量的液体相互充分混合，从而避免了现有技术中的可能造成气体和液体形成两股流体，各自在模拟井筒10中流动的情况；最后将气体和液体充分混合后形成的混合物输出至模拟井筒10中，以使混合物在模拟井筒10中模拟实际井筒中的气液两相流的流动型态，从而实现了本发明提供一种能真实模拟井筒10中气液两相流的流动型态的井下气液模拟检测***的目的。
本发明提供的一种井下气液模拟检测***适用于石油天然气领域。
如图1所示，在本实施方式中，纵长延伸的模拟井筒10，该模拟井筒10用于模拟井下的天然气开采井筒。该模拟井筒10为中空透明的有机玻璃管，因此气液两相流的流动型态能被观察到，从而能更清楚的了解气液两相流的流动型态。该模拟井筒10的材料不限于此，还可以是其他的材料，例如透明的树脂。该模拟井筒10包括相背对的第一进口端21和第一出口端23，该第一进口端21用于向模拟井筒10中输入经充分混合的气液两相流，该输出端用于将模拟井筒10中的气液两相流输出。在本实施方式中，该模拟井筒10的内径为62mm，从而能模拟实际生产中油管的尺寸。在其他的实施方式中，该模拟井筒10的内径可以增大或减小，以与实际生产中油管的尺寸相一致，从而达到真实模拟实际生产的目的。在本实施方式中，该模拟井筒10的厚度为9mm，从而达到本发明提供的井下气液两相模拟检测***承压高、耐高温的目的。
如图1所示，在本实施方式中，具有第一输出端52的进气***，该进气***能输出第一预定量的气体；具有第二输出端56的进液***，进液***能输出第二预定量的液体，该第一预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的气体的压力和含量所确定，第二预定量是根据实际井筒中的需要模拟的流动型态的气液两相流内所含有的液体的压力和含量所确定，从而当该第一预定量的气体和第二预定量的液体混合后能形成实际井筒中需要模拟的流动型态的气液两相流，从而可以真实模拟实际天然气井中的气液两相流的流动型态。
该进气***包括输气装置和第一测量装置，该进液***包括输液装置和第二测量装置。
如图2所示，在本实施方式中，该输气装置包括抽气装置65、储气罐67和冷干装置69。该抽气装置65用于将气体抽吸至储气罐67中。冷干装置69用于将空气中的水蒸气排除。该储气罐67具有第三输入端58和第三输出端60，该第三输入端58与抽气装置65相连接。该冷干装置69具有第四输入端62和第四输出端64，该第四输入端62与储气罐67的第三输出端60相连接。在本实施方式中，该抽气装置65为空气压缩机，该抽气装置65不限于此，还可以是其他的方式，例如气泵。在本实施方式中，该冷干装置69为冷干机，但冷干装置69不限于此，还可以是其他的方式，例如干燥机。该输气装置通过空气压缩机将空气压缩进入储气罐67，然后再将储气罐67中的空气输入到冷干机中，通过冷干机将空气中的水蒸气排除，以利于精确控制进入模拟井筒10中的空气的含量。
如图2所示，在本实施方式中，该第一测量装置具有第一输入端50和第一输出端52，第一输入端50与输气装置的冷干装置69的第四输出端64相连接，从而与输气装置相连接。该第一测量装置用于测量进入该第一测量装置中的气体的量，以便控制进入模拟井筒10中的气体的含量。该第一输出端52与进气口15相连接，从而将经过测量得到的第一预定量的气体输出到混合装置13中。在第一输入端50与输气装置之间设置有第一压力测量仪81，从而可以测得进入到第一测量装置中的气体的压力，从而能更好的控制气体的含量。在本实施方式中，在该第一输出端52与进气口15之间设置有第一止回阀83，从而防止气体从进气口15向该第一输出端52流动。在本实施方式中，该第一测量装置为质量测量仪，但该第一测量装置不限于此，还可以是其他的测量仪，如电磁测量仪。
如图2所示，在本实施方式中，该第一测量装置包括第一量程测量仪71和第二量程测量仪73，该第一量程测量仪71和第二量程测量仪73具有不同的测量范围。该第一量程测量仪71具有第二进口端25和第二出口端27，该第二进口端25与第一输入端50相连接，该第二出口端27与第一输出端52相连接；在该第二进口端25与第一输入端50之间设置有第一流量控制阀74，在该第二出口端27与第一输出端52之间设置有第一开关84，从而可以通过第一流量控制阀74控制进入第一量程测量仪71的气体的量，通过第一开关84控制是否允许气体进入混合装置13。该第二量程测量仪73具有第三进口端29和第三出口端31，该第三进口端29与第一输入端50相连接，该第三出口端31与第一输出端52相连接；在该第三进口端29与第一输入端50之间设置有第二流量控制阀76，在该第三出口端31与第一输出端52之间设置有第二开关86，从而可以通过第二流量控制阀76控制进入第二量程测量仪73的气体的量，通过第二开关86控制是否允许气体进入混合装置13。从而使得该第一测量装置能通过该第一量程测量仪71和第二量程测量仪73分别测量和控制进入混合装置13中的不同范围的气体的量，从而输出更大的范围的气体，从而能满足模拟不同的天然气井的需要。
如图3所示，在本实施方式中，该输液装置包括盛放液体的容器85和液泵87。该液泵87具有第五输入端66和第五输出端68，该容器85具有第六输入端70和第六输出端72，该第六输出端72与该第五输入端66相连接。
如图3所示，在本实施方式中，第二测量装置具有第二输入端54和第二输出端56，该第二输入端与输液装置相连接，在本实施方式中，该第二输入端54与第五输出端68相连接，从而液体能通过液泵87被输出到第二测量装置中。该第二测量装置用于测量进入该第二测量装置中的液体的量，以便控制进入模拟井筒10中的液体的含量。第二输出端56与进液口17相连接，从而将经过测量得到的第二预定量的气体输出到混合装置13中。在本实施方式中，在该第二输出端56与进液口17之间设置有第二止回阀89，从而防止液体从进液口17向该第二输出端56流动。第二输入端54与输液装置之间设置有第二压力测量仪91，从而可以测得进入到第二测量装置中的液体的压力，从而能更好的控制液体的含量。
如图3所示，在本实施方式中，该第二测量装置包括第三量程测量仪75、第四量程测量仪77和第五量程测量仪79，该第三量程测量仪75、第四量程测量仪77和第五量程测量仪79具有不同的测量范围。该第三量程测量仪75具有第四进口端33和第四出口端35，该第四进口端33与第二输入端54相连接，该第四出口端35与第二输出端56相连接；在该第四进口端33与第二输入端54之间设置有第三流量控制阀78，在该第四出口端35与第二输出端56之间设置有第三开关88，从而可以通过第三流量控制阀78控制进入第三量程测量仪75的液体的量，通过第三开关88控制是否允许液体进入混合装置13。在本实施方式中，该第三量程测量仪75为电磁流量计，但该第三量程测量仪75不限于此，还可以是其他的流量计，例如转子流量计。在本实施方式中，当液体的流量低于700L/H时，打开第三流量控制阀78，使液体通过该第三量程测量仪75进行计量。该第四量程测量仪77具有第五进口端37和第五出口端39，该第五进口端37与第二输入端54相连接，该第五出口端39与第二输出端56相连接；在该第五进口端37与第二输入端54之间设置有第四流量控制阀80，在该第五出口端39与第二输出端56之间设置有第四开关90，从而可以通过第四流量控制阀80控制进入第四量程测量仪77的液体的量，通过第四开关90控制是否允许液体进入混合装置13。在本实施方式中，该第四量程测量仪77为质量流量计。该第五量程测量仪79具有第六进口端41和第六出口端43，该第六进口端41与第二输入端54相连接，该第六出口端43与第二输出端56相连接；在该第六进口端41与第二输入端54之间设置有第五流量控制阀82，在该第六出口端43与第二输出端56之间设置有第五开关92，从而可以通过第五流量控制阀82控制进入第五量程测量仪79的液体的量，通过第五开关92控制是否允许液体进入混合装置13。在本实施方式中，该第五量程测量仪79为质量流量计。当液体的流量高于700L/H时，使用该第四量程测量仪77和第五量程测量仪79测量液体的量。该第四量程测量仪77和第五量程测量仪79具有不同的测量的范围，从而使得该第二测量装置能通过该第四量程测量仪77和第五量程测量仪79分别测量和控制进入混合装置13中的不同范围的液体的量，从而输出更大的范围的液体，从而能满足模拟不同的天然气井的需要。
如图4所示，在本实施方式中，井下气液两相模拟检测***还包括：具有进气口15、进液口17、输出口19和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部111的混合装置13，该进气口15与第一输出端52相连接，从而通过该进气口15，进气***能向该混合装置13内输入第一预定量的气体；该进液口17与第二输出端56相连接，从而通过该进液口17，进液***能向该混合装置13内输入第二预定量的液体；该输出口19与模拟井筒10的第一进口端21相连接，从而使得经过该混合装置13充分混合后的形成的混合物输出至模拟井筒10中模拟流动型态。该混合装置13能使第二预定量的液体通过扩散部111分散在第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过输出口19将混合物输出至模拟井筒10中。从而使第一预定量的气体和第二预定量的液体相互充分混合，从而避免了现有技术中的可能造成气体和液体形成两股流体，从而使得进入模拟井筒10中的混合物为经过混合装置13充分混合后的混合物，从而能真实模拟实际井筒中的状况。
如图4所示，在本实施方式中，扩散部111包括具有内腔的第一壳体59，进气口15和输出口19设置在第一壳体59的外壁上，从而可以通过进气口15将第一预定量的气体输入至第一壳体59的内腔中，可以通过输出口19将充分混合后的混合物输出。该第一壳体59的侧壁上形成有至少一个贯通孔7，在本实施方式中，该贯通孔7的形状为圆形；该贯通孔7的形状不限于此，还可以是其他的形状，例如方形，三角形等。该至少一个贯通孔7的直径远小于进液口17的直径。在本实施方式中，该贯通孔7的直径为进液口17的直径的几十分之一或几百分之一，从而通过进液口17输入的液体能通过贯通孔7被分成细小的液流向内腔中的气体中扩散，从而分散在内腔中的气体中。在本实施方式中，该贯通孔7均匀分布于第一壳体59的侧壁上，从而液体可以沿第一壳体59的周向向内腔中的气体分散，从而能更均匀地分散在气体中，从而气体和液体的混合效果更好。在其他的实施方式中，该贯通孔7不限于均匀分布于第一壳体59的侧壁，也可以均匀分布于第一壳体59的一半的侧壁或以上，也能使得液体通过贯通孔7分散在内腔中的气体中。
如图4所示，在本实施方式中，套设于第一壳体59上的第二壳体61，第二壳体61与第一壳体59之间形成有环形空间6；第二壳体61的外壁上设置有进液口17，该进液口17与环形空间6相连通，从而液体能通过该进液口17输入至环形空间6，因为第一壳体59的侧壁上形成有至少一个贯通孔7，环形空间6内的第二预定量的液体能通过贯通孔7分散在从进气口15进入的第一预定量的气体中。
如图4所示，在本实施方式中，该第二壳体61的外径大于第一壳体59的外径，从而该第二壳体61能套设于该第一壳体59上。该第二壳体61具有相背对的顶面12和底面14，该顶面12和底面14上分别设置有与第一壳体59外径相等的第一开口16和第二开口18，该第一壳体59通过该第一开口16和第二开口18贯穿第二壳体61。该第二壳体61的外壁上设置有进液口17，液体能通过该进液口17流入第二壳体61与第一壳体59之间，然后通过贯通孔7进入第一壳体59内，从而分散在第一壳体59内的气体中，最后通过输出口19输出到模拟井筒10内。在其他的实施方式中，该第二壳体61不限于套设于该第一壳体59上，例如第一壳体59设置有贯通孔7的侧壁上设置有第二壳体61，从而液体也能通过贯通孔7分散在内腔中的气体中。
如图1所示，在本实施方式中，该模拟井筒10内设置有涡流体11，该涡流体11用于模拟天然气开采过程中，井筒中的气液两相流在涡流工具作用下的流态。井筒中的气液两相流在移动过程中，悬浮在气体中的微小液滴受到气体分子碰撞而发生不停息的随机运动，液滴在随机运动中不断碰撞，有可能互相合并聚集变大，当气体携带液滴的能力不足以克服液滴自身的重力时，会在井底聚集，从而产生积液。当在井筒中使用涡流工具时，来自井筒中的气液两相流进入涡流工具后，涡流工具能使气液两相流作螺旋运动，从而使气液两相流转变为有序的螺旋流，而螺旋流将气体由无序流转变为有序流，从而减少了液滴相互碰撞聚集的机会，使液滴在运移过程中始终保持小液滴状态，降低了积液的可能。
该涡流体11能使模拟井筒10内的气液两相流作螺旋运动，从而模拟实际天然气井筒中的气液两相流在涡流工具作用下的流态，从而使得本发明提供的井下气液模检测***模拟的气液两相流的流动型态的变化更能客观、实际地模拟天然气井筒中的情况。
如图1所示，在本实施方式中，在本实施方式中，该涡流体11具有靠近第一进口端21的第一端和远离第一进口端21的第二端。该涡流体11包括靠近第一进口端21的第一部分51和靠近第一出口端23的第二部分53。该第一部分51与模拟井筒10的内壁相固定。该第二部分53整体为实心的圆柱体。该第二部分53的外壁上设置有螺旋槽55，该第一部分51上设置有第一通道57，模拟井筒10内的气液两相流能通过该第一通道57流入螺旋槽55中，从而沿螺旋槽55作螺旋运动，从而气液两相流转变为有序的螺旋流。
如图1所示，在本实施方式中，该涡流体11与模拟井筒10的第一进口端21相距4米以上，从而使气液两相流在进入第一通道57前的流动型态的变化能与实际生产中涡流工具作用前的流动型态的变化相同，从而达到与实际井筒中的情况接近，从而实现能真实客观模拟天然气井筒中的情况的目的。
如图1所示，在本实施方式中，井下气液两相模拟检测***还包括至少一个摄像头0，该至少一个摄像头0设置于模拟井筒10的外部的，从而可以通过该至少一个摄像头0拍摄下气液两相流在模拟井筒10内的流动型态的变化。该至少一个摄像头0与计算机***相连接。该至少一个摄像头0可以为1个，也可以为多个。在本实施方式中，为3个，分别设置于距第一进口端214米的位置处、距第一进口端2米的位置处和距第一进口端21米的位置处。从而能通过距第一进口端214米的位置处的摄像头拍摄气液两相流的流动型态的变化，通过距第一进口端2米的位置处和距第一进口端21米的位置处的摄像头拍摄涡流体11作用下的气液两相流的流动型态的变化。
如图1所示，在本实施方式中，井下气液两相模拟检测***还包括：设置于模拟井筒10内的压力测试装置，该压力测试装置用于测量模拟井筒10内的压力。该压力测试装置包括用于测量第一端与第二端之间的压力的差值的第一压力测试装置和用于测量模拟井筒10内远离第二端的一侧的压力的差值的第二压力测试装置，第二压力测试装置按照预定的规则排列，该预定的规则为每个第二压力测试装置测量约2米内的压力的差值，且每个第二压力测试装置相近设置。
如图1所示，在本实施方式中，该第一压力测试装置和第二压力测试装置用于测量模拟井筒10内的气液两相流做螺旋运动后的压力变化的差值。该第一压力测试装置为测量距第一进口端213.9米至4.49米之间的压力的差值第一压差传感器20、该第二压力测试装置包括测量距第一进口端21为4.49米至4.9米之间的压力的差值第二压差传感器22、测量距第一进口端21为4.9米至6.9米之间的压力的差值第三压差传感器24、测量距第一进口端21为6.9米至8.9米之间的压力的差值第四压差传感器26和测量距第一进口端21为8.9米至.9米之间的压力的差值第五压差传感器28。
如图1所示，在本实施方式中，在本实施方式中，该压力测试装置还包括用于测量模拟井筒10内的某一位置处的压力值的压力传感器。该压力传感器包括设置于距第一进口端21为3.9米的第一压力传感器30、距第一进口端21为6.45米的第二压力传感器32、距第一进口端21为6.55米的第三压力传感器34和距第一进口端21为6.75米的第四压力传感器36。
如图1所示，在本实施方式中，井下气液两相模拟检测***还包括：气液分离器63，该气液分离器63用于将气体和液体分离开来。该气液分离器63具有第七进口端45和第七出口端47，该第七进口端45与模拟井筒10的第一出口端23相连接，从而使模拟井筒10内的气液两相流能输入至该气液分离器63中。该第七出口端47与容器85的第六输入端70相连接，该气液分离器63分离出的液体通过该第七出口端47输入至容器85中，以达到液体的循环使用，从而达到节约的目的。
为了检测本发明试验***测量的可靠性，首先进行光管的单相流体阻力实验，测量单相流体的摩擦系数，摩擦系数定义为：
其中，D为模拟井筒的内径，m；ΔP为第二压力测试装置测得的压差值，kPa；ρ为流体的密度，kg/m3；v为流体的流速，m/s；L为模拟井筒的长度，m。
根据Blasius的经验关系式可知，在雷诺数为3×103～1×105时，单相流体的摩擦系数为：
如图5所示，横轴表示根据光管的单相流体阻力实验所测得的单相流体的摩擦系数，纵轴表示根据Blasius的经验关系式所计算出的单相流体的摩擦系数，从图5所示可知：实验与经验关系式获得的摩擦系数的相对误差在±5％以内。说明本实验***的测量值可靠，可以进行涡流工具作用下的流态及压降测量实验。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种井下气液模拟检测***，其特征在于，其包括：
模拟井筒，所述模拟井筒包括第一进口端；
具有第一输出端的进气***，所述进气***能通过所述第一输出端输出第一预定量的气体；
具有第二输出端的进液***，所述进液***能通过所述第二输出端输出第二预定量的液体；
混合装置，所述混合装置具有进气口、进液口、输出口和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部，所述进气口与所述第一输出端相连接，所述进液口与所述第二输出端相连接，所述输出口与所述第一进口端相连接，所述扩散部与所述进液口相连通，第二预定量的液体通过所述进液口进入所述扩散部后能分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过所述输出口将所述混合物输出至模拟井筒中。
2.根据权利要求1所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述扩散部包括具有内腔的第一壳体，所述进气口、输出口设置在所述第一壳体的外壁上；所述第一壳体的侧壁上形成有至少一个贯通孔，第二预定量的液体能通过所述贯通孔分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中。
3.根据权利要求2所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述混合装置还包括套设于所述第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体之间形成有环形空间；所述进液口设置在所述第二壳体的外壁上，所述进液口与所述环形空间相连通；所述贯通孔均匀分布于所述第一壳体的侧壁上。
4.根据权利要求3所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述模拟井筒内设置有涡流体，所述涡流体能使所述模拟井筒内的气液两相流作螺旋运动。
5.根据权利要求4所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述涡流体包括靠近所述第一进口端的第一部分和远离所述第一进口端的第二部分，所述第一部分上设置有第一通道，所述第二部分为实心的圆柱体，所述第二部分的外壁上设置有螺旋槽，所述模拟井筒中的气液两相流能通过所述第一通道流入所述螺旋槽。
6.根据权利要求5所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述涡流体与所述第一进口端相距至少4米。
7.根据权利要求6所述的井下气液模拟检测***，其特征在于，其包括：设置于所述模拟井筒内的压力测试装置，所述涡流体具有靠近所述第一进口端的第一端和远离所述第一进口端的第二端；所述压力测试装置包括用于测量所述第一端与所述第二端之间的压力的差值的第一压力测试装置和用于测量所述模拟井筒内远离所述第二端的一侧的压力的差值的第二压力测试装置，所述第二压力测试装置按照预定的规则排列。
8.根据权利要求7所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述进气***包括输气装置和第一测量装置，所述第一测量装置具有第一输入端和所述第一输出端，所述第一输入端与所述输气装置相连接，所述第一输入端与所述输气装置之间设置有第一压力测量装置。
9.根据权利要求8所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述进液***包括输液装置和第二测量装置，所述第二测量装置具有第二输入端和所述第二输出端，所述第二输入端与所述输液装置相连接，所述第二输入端与所述输液装置之间设置有第二压力测量装置。
10.根据权利要求9所述的井下气液模拟检测***，其特征在于：所述模拟井筒包括与所述第一进口端相背对的第一出口端，所述第一出口端与气液分离器相连接，所述气液分离器用于将气体和液体分离开来，所述输液装置包括用于盛放液体的容器，所述气液分离器能将分离出的液体输入至所述容器中。
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