[实用新型]一种测量油气井井筒流体、油井管热力学参数的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于研究测量油气井井筒流体、油井管(油井管是指：石油天然气行业用钻杆、油管和套管)热力学参数的实验装置，尤其涉及一种测量油气井井筒流体、油井管热力学参数的实验装置。

背景技术

在高温高产油气井开采过程中，井筒温度升高幅度较大，热膨胀导致的环空压力对套管的密封性以及安全生产带来非常严重的影响。在测试和生产过程中，由于温度大幅度升高而引起的环空压力上升，会导致内外层套管抗内压/外挤强度问题；同时，随着温度升高轴向压力增加，会造成套管弯曲乃至上顶井口，甚至造成油气井报废。因此，对油气井井筒流体、油井管热力学参数的研究尤为重要突出。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量油气井井筒流体、油井管热力学参数的实验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的测量油气井井筒流体、油井管热力学参数的实验装置的主要部件为：主体部分、恒温流体循环系统—热源、恒温流体循环系统—冷源、测温测压系统、显示和采集系统及温度控制系统；主体部分采用同轴三层管子，依次包括油管、里层套管和外层套管，同轴三层管子长度与其半径之比均大于10，端部用法兰密封连接，构成一个绝对密封的套筒，在油管内持续流动着模拟温度1的恒温流体，里层套管内充填待测流体并安置热电偶，外层套管内持续流动着模拟温度2的恒温流体；恒温流体循环系统包括搅拌器，水槽，制冷回路，加热控温系统，水泵，阀门和水温显示器；通过温度控制系统来实现对油 管和外层套管内流体的温度进行实时控制，对温度、压力的测试和采集由测温测压系统及显示和采集系统完成，并通过通讯接口与电脑连接。

进一步的是，在油管的输入口端和油管的输出口端分别与恒温流体循环系统—热源连接成回路，在外层套管的输入口端和外层套管的输出口端分别与恒温流体循环系统—冷源相连成回路。

进一步的是，在里层套管内安置多组热电偶，每组两只热电偶分别紧贴油管外壁和里层套管内壁，热电偶与测温测压系统、显示和采集系统及温度控制系统相连。在油管的输入口端和油管的输出口端及外层套管的输入口端和外层套管的输出口端也分别安置热电偶，其热电偶采用K型热电偶。

进一步的是，在里层套管顶部放置压力传感器，连接到测温测压系统，直接测量出由温度效应产生的热膨胀压力。

进一步的是，在外层套管的底部可充填固态水泥来模拟实际井下固井水泥段。

本实用新型的有益效果是：

(1)静态实验只能测量流体在静态条件下的导热系数，本实用新型采用流动法测量流体的导热系数，能够较好的模拟油井管材现场环境，装置具有耐高温、耐高压、结构简单、易于拆卸、密封效果好的特点。

(2)通过有效的绝热措施，有效降低了自然对流换热热损失和辐射热损失。

(3)本实用新型可采用温度恒定、流速稳定的循环流体加热，适合于耐高温流体。

(4)该装置适用于油气井井筒流体、油井管热力学参数的研究，可简单有效的测量出在油气运移的过程中井筒流体、油井管的导热能力及热膨胀压力，且测试的准确度较高。

附图说明

图1为本实用新型提供的测量油气井井筒流体、油井管热力学参数的装置图；

图2为本实用新型中测试装置的主体部分示意图；

图3为恒温流体循环系统示意图；

图中标记为：测试装置主体部分1、恒温流体循环系统—热源2、恒温流体循环系统—冷源3、测温测压系统4、显示和采集系统5、温度控制系统6、绝缘材料7、油管8、里层套管9、外层套管10、法兰11、模拟温度1的恒温流体12、待测流体13、热电偶14、模拟温度2的恒温流体15、油管的输入口端16、油管的输出口端17、外层套管的输入口端18、外层套管的输出口端19、固态水泥20、搅拌器21、水槽22、制冷回路23、加热控温系统24、水泵25、阀门26、水温显示器27。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。