[发明专利]一种海洋完井产气管柱力学性能实验装置及实验方法

说明书

本发明公开了一种海洋完井产气管柱力学性能实验装置及实验方法，包括有蓄水池，蓄水池的下方设有底壳，两个带有推压板的液压缸分别设置在底壳的内侧壁，两个推压板之间设有模拟地层填充材料，模拟地层填充材料中设有测试管，测试管的一端设置在蓄水池内，测试管的另一端设置在底壳的外侧面,测试管的外表面设有应变片，蓄水池外设有储气罐，储气罐和测试管的另一端之间设有使两者连通在一起的输气管，蓄水池外设有第一水泵和第二水泵，第一水泵与蓄水池之间、第二水泵与蓄水池之间分别设有输水管。本发明的有益效果：测量海洋完井气井管柱所产生的振动和变形的数据，控制管柱的振动和变形，保证海洋油气输送工作的稳定和高效。

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，具体涉及一种海洋完井产气管柱力学性能实验装置及实验方法。

背景技术

在传统的海洋油气开采技术中，海洋环境中的高产完井气井管柱是高速气体的流通通道，由于海底地层中的地应力环境复杂，同时也由于海洋环境中的洋流作用，海洋完井产气管柱会一定程度上导致自身发生振动和弯曲变形，在振动剧烈和弯曲过度时，容易导致海洋完井产气管柱断裂，不仅无法继续从海底的地层中输送油气，而且增加额外的维修成本，油气泄漏到海洋中导致环境污染，在开采海洋油气的过程中产生极大的负面影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋完井产气管柱力学性能实验装置及实验方法，能够模拟海洋完井气井管柱输送油气的过程，测量海洋完井气井管柱在输送油气的过程中所产生的振动和变形的数据，便于工作人员合理改变海洋完井气井管柱的结构和约束、高速气体的流量，控制海洋完井气井管柱的振动和变形，保证海洋油气输送工作的稳定和高效。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海洋完井产气管柱力学性能实验装置，包括有蓄水池，蓄水池的下方设有底壳，两个带有推压板的液压缸分别设置在底壳的内侧壁，两个推压板之间设有模拟地层填充材料，模拟地层填充材料中设有测试管，测试管的一端设置在蓄水池内，测试管的另一端设置在底壳的外侧面,测试管的外表面设有应变片，蓄水池外设有储气罐，储气罐和测试管的另一端之间设有使两者连通在一起的输气管，蓄水池外设有第一水泵和第二水泵，第一水泵与蓄水池之间、第二水泵与蓄水池之间分别设有输水管。

进一步地，测试管设有第一测试部和第二测试部，第一测试部位于蓄水池中，第二测试部位于模拟地层填充材料中，蓄水池的底部设有第一密封接头，第二测试部的一端通过第一密封接头与第一测试部的一端相互连接，底壳的底部设有第二密封接头，第二测试部的另一端通过第二密封接头与输气管相互连接。

进一步地，第一测试部的另一端与蓄水池之间设有固定器，第一测试部的一端与第一密封接头之间、第一测试部的另一端与固定器之间分别设有流体万向接头。

进一步地，底壳内设有隔板，液压缸位于隔板的一侧，推压板和模拟地层填充材料位于隔板的另一侧。

进一步地，模拟地层填充材料设有若干层，每层模拟地层填充材料的两侧对应于两个带有推压板的液压缸，上下相邻的两个带有推压板的液压缸之间设有液压缸固定架。

进一步地，输气管上设有流量计，输气管上设有调节阀。

进一步地，蓄水池外设有数据采集仪，数据采集仪与应变片之间设有电缆。

一种实验方法，包括以下步骤：

步骤一：启动数据采集仪，测试应变片和数据采集仪之间的通信情况，打开调节阀，使储气罐通过输气管往测试管输送气体，检验测试管和输气管的气密性，若是应变片和数据采集仪之间的通信情况、测试管和输气管的气密性都达到实验的标准要求，关闭数据采集仪和调节阀，执行步骤二，否则检查和修理实验装置。

步骤二：底壳埋入到土地里，蓄水池和储气罐平整放置在土地的地面上；