[实用新型]一种液、气固两相流管路冲蚀演示实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液、气固两相流管路冲蚀演示实验装置，属于油气田开发流动保障技术领域。

背景技术

实际生产中地面管线的冲蚀问题是一直无法避免的问题，伴随管线冲蚀所引起的风险时有发生，比如冲蚀引起管线穿孔、造成管线磨损等问题。一般油气井生产过程中地层都会出砂，产出的气体或者流体或多或少带有一定砂粒，含砂的流体进入管道，会造成管壁磨损、引起管道的振动及噪音。现有管线冲蚀的研究手段有软件模拟和冲蚀实验。冲蚀试验装置按其结构形式分为旋转式冲蚀实验、管流式冲蚀实验、喷射式冲蚀实验、射流式实验装置，这些方式的优缺点具体如下：

旋转式实验装置的优点：设备简单、成本低、易操作、实验周期短、维修方便等优点；缺点：由于试样不停地旋转，不易于进行电化学分析测试，更不易控制冲蚀角度，此外旋转造成的涡流会对冲蚀速度造成影响故而不能准确测量冲蚀临界速度。

管流式冲蚀装置的主要优点是能够很好模拟管道冲刷的实际工况，能结合流体力学相关原理解释实际应用现象，实用性很强；缺点是由于管道占据空间大，所需试验所需的溶液量大，周期长，费用高，且承受的压力最大只有2Mpa，不能模拟高压环境。

喷射式冲蚀实验的优点可准确控制流体流速，实验周期短；缺点是很难精确控制料浆液流的流速，不是循环系统，且仅在常压下进行。其中，喷射式实验装置研究冲蚀是目前国内外对冲蚀研究一种主要的实验方法。

射流式冲蚀装置是利用高速流体经射流装置产生的负压将砂粒吸入腔室与液体混合，然后经喷嘴喷至测试试样表面，能很好控制流速和冲蚀角度，为循环系统，也易电化学的分析测试；缺点是冲蚀试样仅为一薄片，与实际冲蚀元件不一致，且测试步骤繁琐。现有的冲蚀实验装置冲蚀试样仅为一薄片，且模拟工况单一，这些与实际冲蚀情况不符。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液、气固两相流管路冲蚀演示实验装置，能够实现一套实验装置模拟两种冲蚀工况，使得更贴近现场生产，解决了传统冲蚀实验装置的冲蚀试样仅为薄片，砂粒与液体混合不均匀，砂粒含量无法控制，物料不能循环利用等问题，考虑油气井实际冲蚀工况，采用闸阀进行切换液固两相流冲蚀与气固两相流冲蚀流程。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种液、气固两相流管路冲蚀演示实验装置，包括空压机、储气罐、砂斗、搅拌器、调节阀、一号闸阀、四通腔室、混砂器、加速装置、软管、喷嘴、冲蚀试样、液固分离器、储液罐、离心泵、二号闸阀；

所述四通腔室具有三个入口和一个出口，所述液固分离器具有一个入口和两个出口即液体出口、固体出口，所述四通腔室的出口、混砂器、加速装置、带有压力接头的软管、喷嘴、冲蚀试样、液固分离器的入口依次连接；

所述四通腔室的三个入口分别与调节阀、一号闸阀、二号闸阀连接，所述空压机、储气罐、一号闸阀依次连接，所述搅拌器安装在砂斗内，所述砂斗下端与调节阀连接，所述储液罐具有出口与入口，所述储液罐的出口、离心泵、二号闸阀依次连接，所述储液罐的入口与液固分离器的液体出口连接。

进一步的是，所述储气罐、储液罐上均设有压力调节阀和流量计。

进一步的是，所述液固分离器的固体出口下方设有盛砂瓶。

进一步的是，所述软管上设有十字轨道架，十字轨道架的存在是为了固定软管的位置，防止实验过程中软管发生晃动。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型能够实现一套实验装置模拟两种冲蚀工况，使得更贴近现场生产，解决了传统冲蚀实验装置的冲蚀试样仅为薄片，砂粒与液体混合不均匀，砂粒含量无法控制，物料不能循环利用等问题，考虑油气井实际冲蚀工况，采用闸阀进行切换液固两相流冲蚀与气固两相流冲蚀流程。本实用新型还采用混砂器这种射流结构，能加快初次混合物的流动，能够很好地提高二次混合的效果，经加速管段加速进而通过冲蚀喷头以高速冲蚀试样；喷头所在连接管线上喷头之前有一段软管，可实现多角度冲蚀；本实用新型克服了传统喷射冲蚀装置受流速的影响而使得进入混砂器的固体颗粒量无法控制，避免了循环过程中固体颗粒进入管路对管路的损害。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中所示：1-空压机，2-储气罐，3-砂斗，4-搅拌器，5-调节阀，6-一号闸阀，7-四通腔室，8-混砂器，9-加速装置，10-软管，11-喷嘴，12-冲蚀试样，13-液固分离器，14-储液罐，15-离心泵，16-二号闸阀，17-盛砂瓶，18-十字轨道架。

具体实施方式