[发明专利]井下气液模拟检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，尤其涉及井下气液模拟检测系统。

背景技术

在气井的生产过程中，井筒中存在气液两相流。气液两相流指气体和液体处于同一个系统内流动。该气液两相流在井筒中存在四种流动型态，即泡状流、段塞流、环状流和雾状流。泡状流是指气体以小气泡分散在液相中；段塞流是指由于气体的膨胀，液相中的小气泡合并成大气泡并能占据整个油管断面，在井筒内形成一段液一段气的结构；环状流是指油管中心为连续的气流而管壁为油环的流动结构；雾状流指油管内流动的气流芯子很粗，沿管壁流动的油环很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。流动型态的不同不仅影响两相流动的力学关系，而且影响着其传热及传质性能。

但由于井筒的深度至少有几十米，所以井筒中气液两相流所处的流动型态的力学关系和传热及传质性能难以被清楚的认知。现有技术中主要采用模拟测试系统来模拟井筒中的气液两相流所处的流动型态从而研究气液两相流所处的流动型态的力学关系和传热及传质性能。现有技术中的模拟测试系统将气体和液体直接输入模拟井筒中，以使气体和液体在模拟井筒中进行混合，从而模拟气液两相流所处的流动型态。但由于现有技术中的模拟测试系统的模拟井筒的长度远小于实际井筒的长度，所以将气体和液体直接输入模拟井筒中，可能造成气体和液体形成两股流体，各自在模拟井筒中流动，从而不能将气体和液体在模拟井筒中进行充分混合而形成气液两相流所处的流动型态，从而不能真实模拟实际井筒中的气液两相流的流动型态。

发明内容

本发明的目的是提供一种能真实模拟井筒中气液两相流的流动型态的井下气液模拟检测系统。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种井下气液模拟检测系统，其包括：模拟井筒，所述模拟井筒包括第一进口端；具有第一输出端的进气系统，所述进气系统能通过所述第一输出端输出第一预定量的气体；具有第二输出端的进液系统，所述进液系统能通过所述第二输出端输出第二预定量的液体；混合装置，所述混合装置具有进气口、进液口、输出口和能使一种物质分散在另一种物质中的扩散部，所述进气口与所述第一输出端相连接，所述进液口与所述第二输出端相连接，所述输出口与所述第一进口端相连接，所述扩散部与所述进液口相连通，第二预定量的液体通过所述进液口进入所述扩散部后能分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中，从而形成混合物，并能通过所述输出口将所述混合物输出至模拟井筒中。

优选地，所述扩散部包括具有内腔的第一壳体，所述进气口、输出口设置在所述第一壳体的外壁上；所述第一壳体的侧壁上形成有至少一个贯通孔，第二预定量的液体能通过所述贯通孔分散在所述从进气口进入的第一预定量的气体中。

优选地，所述混合装置还包括套设于所述第一壳体上的第二壳体，所述第二壳体与所述第一壳体之间形成有环形空间；所述进液口设置在所述第二壳体的外壁上，所述进液口与所述环形空间相连通；所述贯通孔均匀分布于所述第一壳体的侧壁上。

优选地，所述模拟井筒内设置有涡流体，所述涡流体能使所述模拟井筒内的气液两相流作螺旋运动。

优选地，所述涡流体包括靠近所述第一进口端的第一部分和远离所述第一进口端的第二部分，所述第一部分上设置有第一通道，所述第二部分为实心的圆柱体，所述第二部分的外壁上设置有螺旋槽，所述模拟井筒中的气液两相流能通过所述第一通道流入所述螺旋槽。

优选地，所述涡流体与所述第一进口端相距至少4米。

优选地，其包括：设置于所述模拟井筒内的压力测试装置，所述涡流体具有靠近所述第一进口端的第一端和远离所述第一进口端的第二端；所述压力测试装置包括用于测量所述第一端与所述第二端之间的压力的差值的第一压力测试装置和用于测量所述模拟井筒内远离所述第二端的一侧的压力的差值的第二压力测试装置，所述第二压力测试装置按照预定的规则排列。

优选地，所述进气系统包括输气装置和第一测量装置，所述第一测量装置具有第一输入端和所述第一输出端，所述第一输入端与所述输气装置相连接，所述第一输入端与所述输气装置之间设置有第一压力测量装置。

优选地，所述进液系统包括输液装置和第二测量装置，所述第二测量装置具有第二输入端和所述第二输出端，所述第二输入端与所述输液装置相连接，所述第二输入端与所述输液装置之间设置有第二压力测量装置。