[实用新型]一种测量管流摩阻的装置

说明书

技术领域

本实用新型主要应用油气田开发过程中的压裂工艺中，用于测量不同压裂流体在不同压裂管柱、不同排量下的摩阻，用于对比分析线性胶、冻胶及携砂液的摩阻，用于筛选非常规储层压裂所用的减阻水中的减阻剂，从而指导工程设计与现场施工。 

背景技术

流体沿管路流动时，由于流体的粘性在直管段内所产生的粘性切应力将阻止流体的流动，被称为沿程阻力。压裂液的实际摩阻对预计压裂施工压力起到很关键的作用。 

实际油管的表面光滑程度、死油、结蜡、井斜、油管扭曲以及温度场的变化都会影响压裂液的摩阻，因此想要根据现场施工数据来反推压裂液真实摩阻存在一定的困难。 

因此由于工程实际流动的复杂性，很多问题很难单纯依靠一种方法求得答案，必须依靠现场经验、实验研究、理论计算等相结合来解决。因此需要知道如何进行实验以及如何把实验结果应用到实际问题中去。相似原理是指导实验的理论基础。依据流动中起主导作用的力选择对应的相似准则，压裂液在管柱中的摩阻即沿程阻力受粘性力的主导作用，粘性力相似准则就是雷诺数，粘性力相似准则就是原型与模型的雷诺数相等。选用雷诺准则设计模型，称为雷诺模型，在保证实验结果的前提下，考虑实验的经济型，研究出了测量管流摩阻的装置。 

    目前中国专利公开号：CN203178161 U，一种压裂液管路摩阻测定装置；公开号：CN202255701 U，一种多功能流动回路摩阻测试装置；公开号：CN 103048243 A，模拟摩阻测定装置。这些装置仅给出简单的流程，而摩阻测试的关键是在装置测量数据可靠的基础上，如何把室内试验与现场紧密结合，不同的实验数据处理方法结果大不相同。 

实用新型内容

本实用新型提供一种测量管流摩阻的装置，模拟不同流体在不同管径不同流态的摩阻系数。 

本实用新型包括一个储液罐、动力泵单元、摩阻测试单元，所述储液罐、动力泵单元、摩阻测试单元通过管路依次串联形成闭合循环回路，在所述摩阻测试单元与所述动力泵单元之间设置磁力流量计，在所述储液罐的出口端设置第一阀门；所述摩阻测试单元的出口设有一主回流管路，主回流管路与所述储液罐连接，所述摩阻测试单元包括至少一根测量管柱，所述测量管柱可拆卸式连接在其前方供液管路与所述主回流管路之间，在所述测量管柱上连接压力传感器，所述压力传感器的两个测量端分别连接在所述测量管柱靠近其两个端部的管壁上。 

本实用新型储液罐、动力泵单元、摩阻测试单元通过管路连接形成一闭合循环回路，储液罐内的工作液体可循环重复利用，动力泵单元提供稳定的流量将工作液体送到摩阻测试单元测量工作液体的摩阻，本装置的测量管柱可拆卸、更换，测量管柱有Φ8mm、Φ10mm、Φ12mm、Φ25mm等，各管柱更换方便，给测量带来了很大便利，提高了测量效率，本装置根据雷诺相似准则，测量清水、冻胶、滑溜水、减阻水、线性胶、携砂液等在不同排量下的摩阻，从而预计压裂施工压力，其流程简单，性能稳定，数据可靠，用液量少可重复利用，方法灵活，对指导现场施工有一定的意义。 

本实用新型所述摩阻测试单元包括两根或两根以上的测量管柱，所述各测量管柱相互并联，所述相互并联的各测量管柱的直径相同或不同，所述各测量管柱分别可拆卸式连接在测试支路上，在与所述主回流管路、供液管路连通的各测试支路的供液出口端、回流进口端分别设置阀门，所述各测量管柱的两端分别两个阀门的一端活动连接；上述设置将不同直径的测量管柱并联，且通过阀门控制各测量管柱的是否通过工作液体，这样可以做到一次安装，即可测量到工作液体在不同管道、不同流量下的摩阻，使得测量更快捷，效率大大提高。 

本实用新型所述动力泵单元包括离心泵、螺杆泵，所述离心泵的进口端通过管路与所述储液罐的出口连接，所述离心泵的出口端通过管路与所述螺杆泵的进口端连接，在所述离心泵与所述螺杆泵之间的管路上设置一回流管路，所述回流管路的出口端与所述储液罐连接；本装置的动力泵有离心泵和螺杆泵，离心泵可以提供相对稳定的流量，在输送冻胶、携砂液等高阻力流体时，可以保持流体的均匀与稳定输送，螺杆泵可提供稳定精确的流量，本装置可选用注入流量为0~10m3/h，流量波动≤5%，其为实验的准确性、稳定性提供保证；两者之间的回流管路可将两个泵之间的因流量差而产生的工作液体送入储液罐循环使用。 

本实用新型在所述磁力流量计与所述摩阻测试单元之间的管路上设置一排空支路，所述排空支路上设置排空阀。