[发明专利]一种抽油杆扶正器液流阻力测试装置及方法

权利要求书

1.一种抽油杆扶正器液流阻力测试装置，包括离心泵(1)、以及通过下水平管线(2)与所述离心泵(1)的进液口连通的循环液池(3)，其特征在于，所述装置还包括：驱动电机(4)，通过联轴器(5)与所述离心泵(1)连接；

上水平管线(6)，进液口与所述离心泵(1)的出液口连通，出液口与所述循环液池(3)连通，其中，所述上水平管线(6)包括顺次连通的第一弯头(601)、第一水平连接段(602)、第二弯头(603)、第二水平连接段(604)、第三弯头(605)、输出弯头段(606)；所述第一弯头(601)与所述离心泵(1)的出液口连通，所述输出弯头段(606)与所述循环液池(3)连通；所述第二水平连接段(604)的中部还通过三通的垂直部与有机玻璃竖直管线(8)连通；所述第一水平连接段(602)的中轴线沿前后水平方向设置，所述第二水平连接段(604)中轴线沿左右水平方向设置，所述第一水平连接段(602)的中轴线与所述第二水平连接段(604)的中轴线垂直；

电磁流量计(7)，设置在所述上水平管线(6)的所述第二水平连接段(604)上；

顺次连通的有机玻璃竖直管线(8)、水平输出管线(9)、竖直输出管线(10)，所述有机玻璃竖直管线(8)的进液口与所述上水平管线(6)连通，所述竖直输出管线(10)的出液口与所述循环液池(3)连通；

第一压力表(11)和第一球阀(12)，均设置在所述有机玻璃竖直管线(8)的进液口处；

第二压力表(13)和第二球阀(14)，均设置在所述水平输出管线(9)上；

抽油杆扶正器(15)固定在所述有机玻璃竖直管线(8)内，并与所述有机玻璃竖直管线(8)的上端和下端相抵；

所述有机玻璃竖直管线(8)包括自下而上顺次连通的有机玻璃管下接头(801)、有机玻璃竖直段(802)、有机玻璃管上接头(803)；

所述装置还包括水平进液段(19)，所述水平进液段(19)与三通的垂直部及所述有机玻璃管下接头(801)连通，所述水平进液段(19)上设置有所述第一压力表(11)和所述第一球阀(12)；

所述水平进液段(19)与所述有机玻璃管下接头(801)、以及所述有机玻璃竖直段(802)与所述有机玻璃管下接头(801)及所述有机玻璃管上接头(803)之间均为法兰连接，且所述有机玻璃管上接头(803)与所述水平输出管线(9)之间可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括联轴器防护罩(16)，所述联轴器防护罩(16)设置在所述联轴器(5)上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第三球阀(17)和第四球阀(18)，所述第三球阀(17)设置在所述第一水平连接段(602)上，所述第四球阀(18)设置在所述三通与所述第三弯头(605)之间的所述第二水平连接段(604)上。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括设置在所述下水平管线(2)上的第五球阀(20)，以及设置在所述循环液池(3)的出口处的排液阀(21)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括呈方形板状结构的试验支架(22)，所述试验支架(22)上设置有多个螺纹孔，通过螺栓组件将所述驱动电机(4)、所述离心泵(1)以及所述循环液池(3)固定在所述试验支架(22)上。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述试验支架(22)垂直固定的固定架(23)，所述固定架(23)呈方形框结构，沿所述固定架(23)高度方向设置有多个两端与所述固定架(23)的左右两端垂直连接的长条横板；

每个所述长条横板位于所述有机玻璃竖直段(802)两侧的板面上设置有两个对称的通孔；

使用卡箍套装在所述有机玻璃竖直段(802)上后，两端再分别穿过两个所述通孔后进行固定连接，将所述有机玻璃竖直段(802)与所述固定架(23)固定。

7.利用权利要求1-6任一项所述的装置测试抽油杆扶正器在抽油井井筒内所受的液流阻力的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤a、将抽油杆扶正器(15)固定在有机玻璃竖直管线(8)内，并与所述有机玻璃竖直管线(8)的上端和下端相抵，打开第一球阀(12)和第二球阀(14)，开启驱动电机(4)，液体由循环液池(3)进入离心泵(1)，并充满上水平管线(6)、所述有机玻璃竖直管线(8)，根据电磁流量计(7)的读数调整所述驱动电机(4)的转速，使进入所述上水平管线(6)内的所述液体的流量达到实验要求；

步骤b、获取第一压力表(11)和第二压力(13)表读数的差值，并获取所述抽油杆扶正器(15)的长度、横截面积、所述有机玻璃竖直管线(8)的内圆面积、所述液体的密度，然后根据以下计算公式获取所述抽油杆扶正器(15)所受的液流阻力：

F_O＝(P_t-ρgh)×(A_t-A_f)

其中，F_o为所述抽油杆扶正器(15)所受的液流阻力，单位为N；P_t为所述第一压力表(11)和所述第二压力表(13)的压差值，单位为Pa；ρ为液体的密度，单位为kg/m³；h为所述抽油杆扶正器(15)的长度，单位为m；g为重力加速度，单位为m/s²；A_t为所述有机玻璃竖直管线(8)的内圆面积，单位为m²；A_f为所述抽油杆扶正器(15)的横截面积，单位为m²。