[发明专利]泡排井筒携砂可视化实验装置及方法

权利要求书

1.一种泡排井筒携砂可视化实验装置，其特征在于：该实验装置包括有呈竖直设置且内外间隔套设的透明内管和透明外管，以构成双层透明实验管体；所述透明外管顶部和底部分别设有第一出口和第二出口，透明外管下端设有加砂口；所述透明内管的底端延伸至透明外管的底部且与外管导通，透明内管顶部设有介质注入管路；所述介质注入管路通过一泡沫发生器并联有气体管路和液体管路；所述液体管路中顺序设有储液罐、第一离心泵和液体流量计；所述气体管路中顺序设有空气压缩机、贮气罐和气体流量计；所述透明外管的第一出口通过一排砂管路连接至一沉砂室进口，所述沉砂室中设有一第三出口，对应该第三出口设有一废液罐；所述透明外管的侧壁上间隔设有多个流速测速仪传感器，所述多个流速测速仪传感器电连接一数据接收处理装置；所述透明外管的一侧设有高清摄像装置。

2.如权利要求1所述的泡排井筒携砂可视化实验装置，其特征在于：所述介质注入管路中设有第一阀门和第一压力表；所述气体管路中的气体流量计两端分别设有一第二阀门；所述贮气罐出口端设有第二压力表；所述空气压缩机上设有一放空阀和第三压力表；所述空气压缩机与贮气罐之间设有第三阀门；所述液体管路中的第一离心泵两端分别设有一第四阀门；在所述排砂管路中设有一第五阀门。

3.如权利要求2所述的泡排井筒携砂可视化实验装置，其特征在于：所述沉砂室设有第四出口，所述第四出口通过一回收管路连接于所述储液罐，所述回收管路中设有第二离心泵和第六阀门；在沉砂室内且位于沉砂室进口与第四出口之间设有一筛网。

4.一种利用上述权利要求1～3任一项泡排井筒携砂可视化实验装置进行实验的方法，所述实验方法包括以下步骤：

（1）向双层透明实验管体的外管内加砂；

（2）使气体和液体在泡沫发生器中生成泡沫；

（3）通过介质注入管路和透明内管向透明外管内注入泡沫；泡沫携砂通过内、外管之间的环空由外管上端第一出口排出并进入沉沙室；

（4）通过流速测量仪传感器和高清摄像装置测量和观察泡沫携砂过程，并将相应数据传送至数据接收处理装置。

5.如权利要求4所述的泡排井筒携砂可视化实验方法，其特征在于：实验开始前所有阀门和出口处于关闭状态，将所需液体放入储液罐，打开放空阀放空后再关闭放空阀；启动空气压缩机产生高压气体并打开第三阀门，使高压气体进入储气罐，然后再关闭第三阀门。

6.如权利要求5所述的泡排井筒携砂可视化实验方法，其特征在于：在步骤（2）中，打开两个第二阀门和两个第四阀门并调节第二阀门和第四阀门开度及第一离心泵，使液体和气体以特定比例混合进入泡沫发生器。

7.如权利要求6所述的泡排井筒携砂可视化实验方法，其特征在于：在步骤（3）中，打开第一阀门、第五阀门、第六阀门并调节第一阀门开度，以控制泡沫流速。