[发明专利]一种用于测量环雾流场中液滴形状及尺寸的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气气液测试装置，尤其涉及一种用于测量环雾流场中液滴形状及尺寸的实验装置。

背景技术

随着整个气藏的开发，地层压力的不断下降，气井不能再提供足够的能量使井筒内的水（液）连续流出井口，则部分液体必然沉降、聚集在井底，出现井底积液。井底积液将增加井底流压，降低生产压差和气井的生产能力。随着气井产量的降低，携液能力进一步变差，井底积液会在较短时间内恶性增加，最后导致气井停喷，即俗称“气井水淹”。目前，判断气井是否存在积液的常用方法是根据连续携液理论进行判断。气井连续携液生产的流型条件为环雾流。根据液滴携带理论，若气流不能将环雾流场中最大液滴带出井口，气井将开始积液。通过对最大液滴质点进行受力分析，确定连续携液最小气流速的基础是确定最大液滴尺寸和液滴形状及相应的迎风受力面积。

环雾流场中最大液滴尺寸测量方法有摄像法、衍射分析法和多普勒成像技术。衍射分析法和多普勒成像技术不能测量液滴的形状。摄影法由于液膜粘附在管壁影响使气流中心液滴模糊不清，影响拍摄效果。摄影法拍摄效果的关键是除去粘附在管壁上的液膜。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于测量环雾流场中液滴形状及尺寸的实验装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括压缩机、储气罐、第一阀门至第十二阀门、四通、气体涡街流量计、注气管线、第一压力传感器、第二压力传感器、高位水箱、引水管线、耐压储水罐、注水管线、底座、有机透明玻璃管、除液膜短节、液膜收集装置、液滴尺寸及形状观测短节、180度弯接头、第一水计量装置、第二水计量装置、差压传感器、高速摄像机、卤钨灯、黑色橡胶背景板、数据采集模块、电脑、参照标准丝和液体电磁流量计，所述压缩机的出气口通过所述第一阀门与所述储气罐的进气口连接，所述储气罐的出气口一次通过所述第二阀门和所述第三阀门与所述四通的第一端连接，所述四通的第二端通过所述引水管线与所述高位水箱连接，所述第六阀门和所述第七阀门均设置于所述引水管线上，所述四通的第三端与所述耐压储水罐的入水口连接，所述四通的第四端依次通过所述注气管线与所述有透明玻璃罐的下端连接，所述第四阀门和所述第五阀门均设置于所述注气管线上，所述气体涡街流量计和所述第一压力传感器均设置于所述第四阀门和所述第五阀门之间的管线上，所述耐压储水罐的出水口通过所述注水管线与所述有机透明玻璃管的下端连接，所述第八阀门和所述第九阀门均设置于所述注水管线上，所述液体电磁流量计设置于所述有机玻璃管的下端，所述有机透明玻璃罐的下端安装于所述底座上，所述第二压力传感器和所述差压传感器均设置于所述有机透明玻璃管上，所述液膜收集装置设置于所述有机透明玻璃罐上，所述除液膜短节设置于所述液膜收集装置内，所述液滴尺寸及形状观测短节设置于所述液膜收集装置上，所述液滴尺寸及形状观测短节内设置有所述参照标准丝，所述180度弯接头的一端与所述液滴尺寸及形状观测短节连接其另一端通过所述第十二阀门与所述第一水计量装置连接，所述黑色橡胶背景板设置于所述液滴尺寸及形状观测短节的一侧，所述高速摄像机和所述卤钨灯均设置于所述液滴尺寸及形状观测短节的另一侧，所述摄像机与所述电脑连接，所述电脑与所述数据采集模块连接，所述数据采集模块分别与所述差压传感器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述液体电磁流量计和所述气体涡街流量计连接，所述液膜收集装置的出水口通过所述第十一阀门与所述第二水计量装置连接，所述第十阀门设置于所述耐压储水罐的下端。

进一步，储气罐上设置有第一机械压力表，所述耐压储水罐上设置有第二机械压力表。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种用于测量环雾流场中液滴形状及尺寸的实验装置，与现有技术相比，本发明能够准确测量环雾流场中最大液滴的形状及尺寸，还能够避免粘附在管壁上的液膜影响摄影法拍摄的效果，具有推广使用的价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图。