[实用新型]抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油工程领域，具体涉及一种用于模拟抽油机筒内垂直偏心环空流动实验装置。

背景技术

垂直偏心环空管道内气液两相流动是实际油田抽油机井开采生产中十分常见且重要问题之一。例如：为提高原油采收率，使用聚合物驱油开采的抽油机井的杆管偏摩现象，该现象已经致使抽油杆断裂、油管破漏率大幅度增加，检泵周期大大缩短。究其原因，垂直偏心环空管道内气液两相流动规律研究不够全面深入。鉴于目前研究状况，气液两相流动问题大多以实验研究为主。现有的抽油机井筒模拟实验装置只能实现抽油杆居中的同心环空单相流动实验，不能进行偏心环空的气液两相流动规律研究，因而具有局限性。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的垂直环空流动实验装置只能进行抽油杆居中的同心环空单相流动实验的局限问题，提供一种能够实现抽油杆上下往复运动时偏心度可调解的抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置。

该抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置，包括上下往复机构、透明井筒、抽油杆、储液箱，透明井筒的上部及下部固定有压力传感器及温度传感器，压力传感器及温度传感器均与数据采集模块相连接；所述的储液箱的顶部通过回流管道与透明井筒的上部相连通，储液箱的底部与螺杆泵的输入端相连接，螺杆泵连接有变频器，螺杆泵的输出端与气体流量计的输入端及液体流量计的输入端相连接，气体流量计的输出端及液体流量计的输出端并连后与透明井筒的下部相连通；所述的透明井筒的上端及下端均固定有偏心调节装置。

所述的偏心调节装置包括底盘，底盘密封固定在透明井筒的筒口处，底盘的中部开有可穿过抽油杆的第一长条形通孔；底盘上连接有调节盘，调节盘上开有可穿过抽油杆的圆形通孔，抽油杆与圆形通孔滑动密封配合；底盘与调节盘上均开有上下对应的第二长条形通孔，底盘与调节盘通过第二长条形通孔内穿有的螺栓相固定；底盘的一端固定有“L”形的定位架，定位架上开有螺孔，螺孔内连接有螺杆，螺杆的一端与调节盘的侧面转动连接；抽油杆的两端分别穿过调节盘上的圆形通孔及底盘上的第一长条形通孔。

所述的第二长条形通孔的旁边标有与其平行的刻度线。

本实用新型具有如下有益效果：

该抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置，可实现偏心度在一定范围内任意调解、任意气液比的多种垂直环空流动状态下流动规律实验。在实际使用中，可先通过偏心调节装置调节好抽油杆的偏心度，然后启动上下往复机构，再通过气体流量计及液体流量计调节输入到透明井筒内的气液混合比，通过采集透明井筒上下的温度及压力数据，结合透明垂直环空管内介质的流动型态，便可进行抽油机井筒垂直偏心环空管道内气液两相流动规律研究，进而指导油田实际生产。同时，该装置能够形成一套封闭的循环系统，方便了实验人员的控制操作。本实用新型不但能够进行偏心状态下的实验，同时也可以进行同心实验，具有功能多样、操作方便以及应用范围大的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为偏心调节装置的结构示意图；

图3为底盘的结构示意图。

 1—上下往复机构；2—透明井筒；3—抽油杆；4—储液箱；5—数据采集模块；6—螺杆泵；7—变频器；8—气体流量计；9—液体流量计；10—偏心调节装置；11—底盘；12—调节盘；13—第二长条形通孔；14—螺栓；15—螺杆；16—刻度线；17—第一长条形通孔。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本实用新型做进一步说明：

该抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置包括上下往复机构1、透明井筒2、抽油杆3、储液箱4，其中往复机构1可由连接有曲柄的调速电机及定滑轮组成，储液箱4用于水、油水混合物或其它液态混合物，透明井筒2的上部及下部固定有压力传感器及温度传感器，压力传感器及温度传感器均与数据采集模块5相连接，数据采集模块5采用市场上现有的产品即可。所述的储液箱4的顶部通过回流管道与透明井筒2的上部相连通，储液箱4的底部与螺杆泵6的输入端相连接，螺杆泵6连接有变频器7，螺杆泵6的输出端与气体流量计8的输入端及液体流量计9的输入端相连接，气体流量计8的输出端及液体流量计9的输出端并连后与透明井筒2的下部相连通，上述结构能够构成一个封闭的环路。所述的透明井筒2的上端及下端均固定有偏心调节装置10。述的偏心调节装置10包括底盘11，底盘11密封固定在透明井筒2的筒口处，底盘11的中部开有可穿过抽油杆3的第一长条形通孔17；底盘11上连接有调节盘12，调节盘12上开有可穿过抽油杆3的圆形通孔，抽油杆3与圆形通孔滑动密封配合；底盘11与调节盘12上均开有上下对应的第二长条形通孔13，底盘11与调节盘12通过第二长条形通孔13内穿有的螺栓14相固定；底盘11的一端固定有“L”形的定位架，定位架上开有螺孔，螺孔内连接有螺杆15，螺杆15的一端与调节盘12的侧面转动连接；抽油杆3的两端分别穿过调节盘12上的圆形通孔及底盘11上的第一长条形通孔17。当需要调节抽油杆3的偏心度时，先将螺栓14旋松，然后通过转动螺杆15来调整调节盘12的位移，调整好后，再将螺栓14旋紧即可，整个操作方便快捷。所述的第二长条形通孔13的旁边标有与其平行的刻度线16，采用上述结构，刻度线16可以方便实验人员准确调整调节盘12的位移。该抽油机井筒内垂直偏心环空气液两相流动模拟实验装置，可实现偏心度在一定范围内任意调解、任意气液比的多种垂直环空流动状态下流动规律实验。在实际使用中，可先通过偏心调节装置10调节好抽油杆3的偏心度，然后启动上下往复机构1，再通过气体流量计8及液体流量计9调节输入到透明井筒内的气液混合比，通过采集透明井筒2上下的温度及压力数据，结合透明垂直环空管内介质的流动型态，便可进行抽油机井筒垂直偏心环空管道内气液两相流动规律研究，进而指导油田实际生产。同时，该装置能够形成一套封闭的循环系统，方便了实验人员的控制操作。本实用新型不但能够进行偏心状态下的实验，同时也可以进行同心实验，具有功能多样、操作方便以及应用范围大的优点。