[发明专利]测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置及方法

权利要求书

1.一种测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置，其特征在于，包括：

用于模拟井下具有扩径段的水平井的水平筒体，所述水平筒体具有相对的且封闭的第一端和第二端；所述水平筒体靠近所述第一端或在所述第一端上设有进气口、进液口，所述水平筒体靠近所述第二端或在所述第二端上设有出液口；所述水平筒体的材料为透明材料；

与所述进气口相连接的注气部，包括通过进气管线连接的空气压缩机、储气罐、调气阀和气体流量计；所述空气压缩机设于所述储气罐的上游，所述储气罐与所述进气口之间设有所述调气阀和气体流量计；

与所述进液口、出液口相连接的注液部，包括通过进液管线连接的储液罐、排量可调的注液泵、调液阀、液体流量计和止液阀；所述储液罐与所述出液口之间设有所述止液阀，所述储液罐与所述进液口之间设有所述注液泵、调液阀和液体流量计；

与所述气体流量计、所述液体流量计电性连接的控制部；

还包括伸入所述水平筒体内的模拟钻杆、与所述模拟钻杆相连的旋转部、以及与所述模拟钻杆相连的轴向部，所述旋转部用于控制所述模拟钻杆围绕模拟钻杆的中心轴旋转，所述轴向部用于控制所述模拟钻杆沿模拟钻杆的中心轴所处直线的方向做直线运动；

所述模拟钻杆两端和所述旋转部设有用于调整所述模拟钻杆在所述水平筒体内的偏心距的偏心夹片；

所述水平筒体连接有第一控温部件和控压部件，所述储液罐设有第二控温部件；

所述水平筒体设有温度传感器，所述水平筒体的第一端连接有压力传感器，所述第二端连接有压差传感器，所述温度传感器、压力传感器、压差传感器均与所述控制部电性连接；

所述偏心夹片包括相对的第一夹板和第二夹板；所述第一夹板和第二夹板可围绕相对的侧边的一端相对转动；

所述第一夹板和第二夹板相对的侧边设有多个相对的半圆形凹槽，每两个相对的所述凹槽形成容纳所述模拟钻杆的容纳孔；其中一个所述容纳孔与所述水平筒体同轴。

2.根据权利要求1所述的测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置，其特征在于，所述水平筒体的材料为有机透明玻璃钢；所述水平筒体有多个；

至少两个所述水平筒体的扩径段长度相同且扩径段直径不同；

至少两个所述水平筒体的扩径段长度不同且扩径段直径相同。

3.根据权利要求1所述的测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置，其特征在于，所述控制部设有与其电性连接的摄像机和计时模块，所述摄像机设于所述扩径段的外侧面。

4.一种基于权利要求1至3任一所述的测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

打开所述止液阀、调液阀、注液泵、进液口和出液口，将所述储液罐中的液体注入到所述水平筒体中，至所述水平筒体中充满液体，关闭所述止液阀、注液泵、调液阀、进液口和出液口；

打开所述空气压缩机、调气阀和进气口，将预定量气体注入所述水平筒体中，关闭所述空气压缩机、调气阀和进气口；

打开所述止液阀、调液阀、注液泵、进液口和出液口，通过所述控制部测量液体流动速度，在接收到所述液体流量计的流量信号时，开始计时；

所述水平筒体内的气体全部排出后，结束计时，获取气体排出所用时长，关闭所述止液阀、调液阀、注液泵、进液口和出液口；

改变所述注液泵的排量，重复上述步骤进行实验；

改变所述液体的物性参数，重复上述步骤进行实验。

5.根据权利要求4所述的测试水平井扩径段聚气规律和排气规律的实验装置的实验方法，其特征在于，还包括：

更换扩径段直径不同且扩径段长度相同的多个水平筒体，重复上述步骤进行实验；

更换扩径段直径相同且扩径段长度不同的多个水平筒体，重复上述步骤进行实验。