[实用新型]油井油气水三相流环境模拟装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油井设备领域，具体地指一种油井油气水三相流环境模拟装置。

背景技术

目前，研究油、气、水不同比例的三相混合液对井下作业工具的影响一直是一个难题，其深入研究、实验和检测需要一套基础的实验、标定装置平台及环境支持。油气水三相流环境模拟装置既推动了油气水三相流计量技术的发展，又解决了实际生产中遇到的难题。其作用主要是研究油、气、水在不同生产状态下对井下作业工具的影响，即井筒内流体的流动状态、温度、压力、粘度、持率、滑脱速度等多种因素与流量和井下作业工具的对应关系。由于不同油田的油井角度不同，本领域技术人员开发出了能够模拟多种油井环境的模拟装置，但是，现有的模拟装置在使用时需要大量的管路进行连通，且这种模拟装置的内部空间有限，大量的管路太占空间，所以显得捉襟见肘。同时，油井在建造过程中某些部位可能因为某些原因导致井壁无法完全阻挡井壁外的石油，致使井壁以外的石油可能会从井壁外渗漏到油井内，而现有的模拟装置缺乏对这种情况的模拟。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、节省管路、能够模拟石油从井壁外渗漏到油井内的油井油气水三相流环境模拟装置。

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种油井油气水三相流环境模拟装置，包括井架和垂直于井架的井架旋转轴，所述井架旋转轴两端固定在井架基座上，所述井架两侧沿其轴向固定有井筒，所述井架前端设有混合罐，所述混合罐的输出端通过管道与井筒的内腔相连，所述井架后端设有液压缸，所述液压缸的两端分别与井架和固定座铰接相连，所述旋转轴呈中空结构，其一端向中间延伸设置有油管，其另一端向中间延伸设置有水管，所述油管和水管互不相通；所述油管外侧设有进油口，所述油管内侧设有出油口；所述水管外侧设有进水口，所述水管内侧设有出水口；所述进油口和进水口分别通过管状固定耳座与外界的输入管相连，所述管状固定耳座安装在井架基座上；所述出油口和出水口分别与混合罐的输入端相连。

作为优选方案，所述井筒上设有混合器，所述混合器为包括内筒和外筒的双筒体结构，所述内筒与井筒的筒壁尺寸一致，所述外筒两端与内筒两端之间设有环状密封板，从而在外筒与内筒之间形成封闭腔室，所述封闭腔室中部设有将其分为上腔室和下腔室的环形隔板，所述环形隔板设有断口；所述上腔室的内筒筒壁设有蜂窝状通孔，所述下腔室的外筒筒壁设有进油接头和进水接头，所述上腔室的外筒筒壁设有进气接头，所述进气接头出口处设有消声器。

进一步地，所述井架底部设有夹轨器以及与夹轨器配合的导轨，所述夹轨器具有位于导轨两侧的两个轨夹，两个轨夹顶部通过销轴相连，两个轨夹的一端设有固定板，所述固定板与井架底部相连，所述轨夹底部前后两端各设有两个导轮，所述导轮与导轨侧面相配合；所述导轨为一段圆弧。

再进一部地，所述两个轨夹底部中间设有双向螺杆，所述双向螺杆一端穿过两个轨夹底部，所述双向螺杆另一端设有使轨夹与导轨松紧配合的手轮。

更进一部地，所述井架顶部设有电动葫芦，所述电动葫芦上分别设有碳刷和光电编码器，电动葫芦的吊绳由从内向外依次布置的信号电缆、绝缘层和承载钢缆组成。

本实用新型的工作原理是这样的：将井架旋转轴作为管路输送液体，高效地利用了井架旋转轴，节省管路，大大减小了结构体积。

当油和水分别从进油接头和进水接头进入到混合器下腔室时，油和水在下腔室流动过程中充分混合，在压力作用下通过断口进入上腔室，并与从上腔室的进气接头进来的空气充分混匀，最后通过上腔室的内筒筒壁的蜂窝状通孔向井筒内渗漏，以便更真实地模拟油井中的渗漏。

当井架跟随井架旋转轴转动时，井架底部通过夹轨器和导轨配合，使井架在转动时能保持平稳而不抖动；当井架在工作人员所需的角度停止时，通过转动手轮带动双向螺杆转动，使两个轨夹在销轴的导向下向中间运动从而夹紧导轨，以便保证在液压缸失效的情况下，井架仍然静止，从而保证现场安全。

电动葫芦设有碳刷和光电编码器，碳刷与由信号电缆、绝缘层和承载钢缆组成的吊绳连接，不仅可以带动井下作业工具在井筒内上下移动，同时光电编码器可以反映井下作业工具在井筒中的位置，而信号电缆将井下作业工具的信号传递到碳刷，通过碳刷将信号显示在仪表柜上。

本实用新型的优点在于：结构简单、节省管路，大大减小了结构体积，能够模拟石油从井壁外渗漏到油井内的情况，避免了井架在转动时不稳定的情况，并保证了现场安全，能够更准确地知悉井下作业工具的情况。

附图说明

图1为一种油井油气水三相流环境模拟装置的主视结构示意图；