[发明专利]水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统及方法

权利要求书

1.水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于，包括地下模拟井筒(1)、水箱(2)、水砂混合箱(7)、砂配注器(5)、气水砂分离器(21)、空压机(12)、离心泵(17)和数据采集系统(22)；所述水箱(2)通过管道连接到水砂混合箱(7)，所述水箱(2)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有管道泵(3)和第一流量计(4)；所述砂配注器(5)通过管道连接到水砂混合箱(7)，所述砂配注器(5)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有第一球阀(6)；所述水砂混合箱(7)通过水砂注入油管(11)通向地下模拟井筒(1)中，所述水砂注入油管(11)上设置有渣浆泵(8)、第二流量计(9)和第二球阀(10)；所述空压机(12)，通过气注入管线(16)通向地下模拟井筒(1)中，所述气注入管线(16)上设置有第三流量计(14)和第三球阀(15)；所述地下模拟井筒(1)的底部设置有离心泵(17)，离心泵(17)的出口通过油管(18)连接到设置在地面上的气水砂分离器(21)，所述油管(18)上设置有第四流量计(20)；

所述数据采集系统(22)包括PC机(23)、控制器(24)、第一压力计(25)、第二压力计(26)、功率计(27)和转速表(28)，所述第一压力计(25)设置在离心泵(17)的入口处，所述第二压力计(26)设置在离心泵(17)的出口处，功率计(27)和转速表(28)分别安装在离心泵(17)的电机上；所述第一压力计(25)、第二压力计(26)、功率计(27)和转速表(28)分别与控制器(24)电连接，所述控制器(24)与PC机(23)电连接。

2.根据权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于：所述气注入管线(16)上靠近空压机(12)的位置设置有储气罐(13)。

3.根据权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于：所述油管(18)上设置有减压阀(19)。

4.根据权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于：所述离心泵(17)设置在地下模拟井筒(1)中的位置高于水砂注入油管(11)出口和气注入管线(16)出口。

5.根据权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于：所述气注入管线(16)出口的位置低于水砂注入油管(11)出口的位置。

6.根据权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统，其特征在于：所述气水砂分离器(21)分别通过回流管道与水箱(2)和砂配注器(5)相连。

7.一种采用权利要求1所述的水合物开采人工举升离心泵特性曲线测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.在水箱中注满纯水，砂配注器中加入石英砂或沉积物，开启管道泵和砂配注器，向水砂混合箱向内注入水和砂；

S2.开启渣浆泵，将水砂混合箱内的水砂混合液注入到地下模拟井筒中；

S3.开启空压机，将空气通过气注入管线注入到地下模拟井筒中；

S4.开启离心泵和地面的气水砂分离器，将地下模拟井筒中的水砂混合液通过离心泵举升到地面后，经过气水砂分离器进行分离，分离后的水和砂分别返回到水箱和砂配注器中，重新进入实验过程；

S5.在保持气、水和砂的注入流量不变的情况下，调节离心泵的流量，重新进行测试；

S6.调整水和砂的注入比例，重复上述实验步骤S1-S5，测试不同含砂量下，离心泵的特性曲线。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：所述步骤S5中，调节的离心泵的流量范围为离心泵额定流量的50％至额定流量的150％。

9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于：所述步骤S5中，进行测试时，测试点数不少于10个。