[实用新型]一种海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋油气开采技术领域，尤其涉及一种海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的实验装置。

背景技术

海底石油天然气在开采过程中，经过井口设备过滤之后，井流介质中仍携带有微小的砂粒和微量气体，随着输送过程流动速度以及运动方向的改变，尤其是当液体流速较小时，砂粒极易在后续管道输送过程中曲率较大的弯管段及立管段中沉积，严重时会导致堵塞，影响正常生产。

另外，颗粒的沉积特性受介质的流动特性影响显著，确定介质携带砂粒的运动状况，对于管输介质安全运行具有重要意义。因此需要针对海底管道输送过程的流体携砂能力及砂沉积特性进行详细的实验研究，确定输送管道携砂量、砂堵重启所需要的条件等为不同输送工况下管道特定位置处发生砂堵的风险评估提供依据。

实用新型内容

针对海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的问题，本实用新型提供一种海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的实验装置，根据不同的输送工况测得不同粒径的砂粒的运动情况，同时得到等尺寸弯管段条件下砂粒堵塞后重新启动时所需的条件，为不同输送工况下管道发生砂堵的风险评估提供依据，实现海洋油气的安全、高效生产运行。

为了实现上述功能，本实用新型专利采用了如下的技术方案：

一种海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的实验装置，包括立管段、弯管段、加砂罐、供气系统、供水系统和数据采集系统以及砂粒运动监测系统；所述立管段和弯管段成一体式“L”型管段，所述供气系统和供水系统均与气液混合器相连，所述气液混合器之后依次连接加沙罐、弯管段和立管段，所述数据采集系统用于分别对供气管路、气液混合管路、弯管段和立管段上的压力信号进行采集，所述砂粒运动监测系统用于对弯管段和立管段中的砂粒状态进行监测。

优选地，所述供气系统包括压缩机和供气管路，所述压缩机通过供气管路依次连接有缓冲罐和气体流量计以及第一压力变送器；

所述供水系统包括储水罐和供水管路，所述储水罐通过供水管路依次连接有离心泵和液体流量计；

所述供气管路和供水管路提供的气液通过气液混合器混合，所述气液混合管路上设置有第二压力变送器，之后气液混合管路与加沙罐连接，所述加沙罐依次又连接弯管段和立管段；

所述加沙罐上方设置有通过第一球阀控制的第一加沙漏斗，加沙罐内部设置有搅拌器；

所述立管段顶部设置有通过第二球阀控制的第二加沙漏斗，所述弯管段和立管段上依次设置有第三压力变送器，第四压力变送器，第五压力变送器，第六压力变送器和第七压力变送器，对应所述立管段上的第五压力变送器，第六压力变送器和第七压力变送器依次在立管段上设置有下取样阀门，中取样阀门和上取样阀门，在所述立管段上还设置刻度标尺；所述立管段顶部的介质流出口设置有与储水罐连通的回管路，所述回管路上设置有筛分设备；

所述数据采集系统包括数据采集卡，所述数据采集卡分别与第一压力变送器、第二压力变送器、第三压力变送器、第四压力变送器、第五压力变送器、第六压力变送器和第七压力变送器通过线路连接；

所述砂粒运动监测系统包括高速摄像机，所述高速摄像机用于在实验过程中对弯管段和立管段中的砂粒运动情况进行摄制监测。

优选地，在所述供气系统的供气管路上，所述压缩机与所述缓冲罐之间管路上设置有第一阀门，所述缓冲罐和所述气体流量计之间管路上设置有第二阀门，所述第一压力变送器和所述气液混合器之间管路上设置有第三阀门；在所述供水系统的供水管路上，所述储水罐与所述离心泵之间管路上设置有第四阀门，所述离心泵和所述液体流量计之间管路上设置有第五阀门，所述液体流量计和所述气液混合器之间管路上设置有第六阀门。

优选地，所述弯管段、立管段和加砂罐均采用透明有机玻璃管。

一种海洋油气输送过程中弯管砂堵和立管携砂的实验装置，其研究立管携砂实验的方法步骤为：