[实用新型]一种油气水多相管流压降特性测试装置

说明书

本实用新型公开了一种油气水多相管流压降特性测试装置，装置采用油水混合罐结合电动搅拌器、混输泵循环的方式制备均匀、稳定的油水混合物。采用混输泵和压缩机分别驱动油水混合物和气体至测试管道，通过气液分离器进行气液分离，实现分离流动测试。通过三个阀门可设置跨气液分离器流程，实现不分离流动测试。在环道尾部设置气液排出阀和收集罐，可实现一次性流动测试。气液分离器分离出的气体通过压缩机再次驱动至环道，可实现气体的重复利用。与现有的多相管流压降测试装置相比，本实用新型具有气体重复使用、无污染、温度可控、分离流动测试、不分离流动测试、一次性流动测试、油水混合均匀、设备利用率高、流动稳定、适用性强、可变度高的特点。

技术领域

本实用新型属于多相流技术领域，特别是涉及一种油气水多相管流压降特性测试装置。

背景技术

多相流是指包含两种及以上相态、且有确定相界面的混合物流动的现象。多相流动的问题遍及众多工业领域，例如石油和天然气化工、核工业、航天工业、地热能工程及生物工程等。在石油和天然气工业中，多相流技术在石油和天然气开采以及输送领域具有广泛的应用，其中油气水多相管输是重要的工艺环节。油气水三相流动广泛存在于石油和天然气开采和运输过程中，油气水三相物性各有不同，一起流动时有确定的相界面，输送时，油井开采的油气水混合物由井口向转油站的流动以多相混输的方式在水平管中运输。油气水三相流动的流动机理十分复杂，主要原因是油水混合物的乳化程度多变，不同含水率下乳化程度也有所不同。如今，大多数学者研究的是油气两相或者水气两相，而对于油气水三相流动的研究不够深入。研究不同因素对于多相流压降特性的影响，有利于探究其作用机理建立合适的数学模型，同时，对油田集输管路的经济设计和安全稳定运行也有着重要的意义。

为测量油气水三相流的压降特性，汪国琴等人提出了一种油气水三相流测试装置(汪国琴,赵方强.水平管油气水三相流压降特性实验研究[J].油气田地面工程,2016,35(3):27-30.)。采用离心水泵驱动油水混合物、压缩机驱动空气，空气和油水混合物通过三通混合进入实验管道进行测试，经过测试后的油气水三相流流回至油水混合罐。其存在主要问题是，由于气体不进行回收，因此无法重复使用，当气体为空气时，不回收利用不存在问题，但是当气体为天然气等其他气体时，存在气体利用率低，增加成本，污染环境等问题。装置仅可做一次性流动的测试流程，易出现流动不稳定现象，也无法根据具体测试要求进行不同测试流程的改变，可变度较低。同时，该装置仅可做室温下油气水三相流的测试，无法改变实验温度，局限性较大。采用离心泵和旁通器组合的小循环流动进行油水混合，在某些情况下无法达到油水的均匀混合标准。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种气体重复使用、无污染、温度可控、分离流动测试、不分离流动测试、一次性流动测试、油水混合均匀、设备利用率高、流动稳定、适用性强、可变度高的油气水多相管流压降特性测试装置。

本实用新型采用油水混合罐结合电动搅拌器、混输泵循环的方式进行油水混合物的制备，可保证油水混合均匀、油水乳状液稳定。采用混输泵和压缩机分别驱动油水混合物和气体至测试管道，通过气液分离器进行气液分离，实现分离流动测试。通过三个阀门可设置跨气液分离器流程，实现不分离流动测试。在环道尾部设置气液排出阀和收集罐，可实现一次性流动测试。气液分离器分离出的气体和液体可通过压缩机和混输泵再次驱动至环道，可实现气体的重复利用，避免气体对环境的污染。

本实用新型具体的技术方案如下：