[实用新型]一种井筒井液携砂能力评价装置

说明书

本实用新型公开了一种井筒井液携砂能力评价装置，采用离心泵提供驱动力，可精确调节流体流量，测试范围较广。采用储砂包结合手动泵的方式与有机玻璃管底部相连，实现对有机玻璃管底部在线注砂，模拟井筒底部出砂情况。在有机玻璃管侧面下部设置注砂口，可实现管道预注砂流程，模拟井筒底部沉砂工况。在有机玻璃管的两端设置快拆阀门，可通过拆卸测量未能被流体携带出的砂含量。在管道尾部设置收集桶，可测量流体携带出的砂含量。透明的有机玻璃管可实时显示管内流体的流动状态。本装置具有在线注砂、井筒预注砂、井筒可拆卸、收集桶测量携出砂颗粒量、设备不受砂颗粒损害、流量精确调节、测试范围广、流动稳定的特点。

技术领域

本实用新型属于多相管流技术领域，特别是涉及一种井筒井液携砂能力评价装置。

背景技术

油井出砂，是砂岩油藏开采过程中的常见问题之一。目前，解决油井出砂问题以维持油井正常生产的主要手段，是进行油井防砂。然而，对于某些出砂严重的疏松砂岩油藏，往往采取多种防砂措施后，仍无法完全防止油井出砂和避免深井泵带砂生产的问题。当一定浓度和粒径的砂子随地层产液(油、气、水)进入井筒后，如果此时油井的产量足够高，这些砂粒将进一步被井液携起，并被带出井口。但如果此时油井的产量较低，则这些砂粒将不能被井液携起，而是逐渐地堆积在井底。当井底堆积的砂达到一定数量时，会引起砂埋油层、油管等油井故障，严重时，会导致躺井。流体在管道中流动时，由于管壁粘滞阻力的作用，流体在径向上存在速度的差异，且速度场还受到流体流态的影响。速度场的出现将影响流体冲击砂粒的实际流速，文献中一般建议将固体颗粒沉降速度的两倍作为其被携带的临界速度。另外，由于砂粒的形状不规则性等因素的影响，实际砂粒在流体中运动绝非简单地沿着某固定位置垂直运动，其所在位置以及所居点处的流体真实速度随机性很大，因此用纯理论方法直接计算管道中流体携带砂粒的临界流速极为困难，甚至无法做到。只能借助一定的测试手段，利用统计分析和理论计算相结合的方法来确定管壁对流体携砂能力的影响。因此，研发井筒井液携砂能力评价装置具有重要意义。

为测试井筒内流体的携砂能力，刘爱萍等人提出了一种携砂实验装置(刘爱萍,邓金根. 垂直井筒低黏度液流最小携砂速度研究[J].石油钻采工艺,2007,29(1):031-33.)。装置采用高位水槽储存含砂清水，同时可提供一定的驱动力，利用节流阀调节流体的流量，流量计计量流量数值，携砂管测试流体的携砂能力。其主要存在的问题是，注砂方式为在水槽内预注砂，易出现砂颗粒提前在管道内沉积的情况，同时砂颗粒在流体中分布不均匀，导致实验结果偏差过大。高位水槽提供的压力有限，测试范围无法覆盖部分流量工况。砂颗粒预混合的流体对流量计产生一定损害。

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在线注砂、井筒预注砂、井筒可拆卸、收集桶测量携出砂颗粒量、设备不受砂颗粒损害、流量精确调节、测试范围广、流动稳定的井筒井液携砂能力评价装置。

本实用新型采用离心泵提供驱动力，可精确调节流体流量，测试范围较广。采用储砂包结合手动泵的方式与有机玻璃管底部相连，实现对有机玻璃管底部在线注砂，模拟井筒底部出砂情况。在有机玻璃管侧面下部设置注砂口，可实现管道预注砂流程，模拟井筒底部沉砂工况。在有机玻璃管的两端设置快拆阀门，可通过拆卸测量未能被流体携带出的砂含量。在管道尾部设置收集桶，可测量流体携带出的砂含量。透明的有机玻璃管可实时显示管内流体的流动状态。

本实用新型具体的技术方案如下：

一种井筒井液携砂能力评价装置，包括储液罐、球阀一、离心泵、流量计、球阀二、球阀三、储砂包、手动泵、水桶、快拆阀门一、注砂口、有机玻璃管、快拆阀门二、收集桶、球阀四、三通、球阀五；所述球阀一与储液罐下部相连；所述离心泵入口与球阀一相连；所述流量计与离心泵出口相连；所述三通一端与球阀二相连，一端与球阀三相连，另一端与球阀快拆阀门一相连；所述储砂包一端与球阀三相连，另一端与手动泵相连；所述手动泵与水桶相连；所述快拆阀门一与有机玻璃管底部相连；所述有机玻璃管顶部与快拆阀门二相连；所述快拆阀门二与收集桶相连。