[发明专利]一种浅海钻井高产气井生产管柱振动变形实验装置和方法

说明书

本发明涉及一种浅海钻井高产气井生产管柱振动变形实验装置和方法。本装置包括空压机，缓冲罐，调压阀，分隔板，压力传感器，导管，气体收集器，电脑，固定装置，电缆，固定板，球形径向进气头，气体加压室，岩石室，橡胶层，单向阀，储气瓶，气压阀。空压机产生的气流经过缓冲罐和调压阀调节后通过单向阀，进入气体加压室，气体加压室内有岩石室。空压机，缓冲罐，调压阀，单向阀，储气瓶，气体加压室组合，调节出与实况下采集气体同样的气压，然后在电脑上收集压力传感器在气压通过导管时振动使导管变形的数据。本发明的优点在于：安全可靠、操作简单、测量数据精确、作业简单，高度还原在实况下管柱的采气工作状态。

技术领域

本发明涉及流体力学和天然气开采技术领域，是一种浅海钻井高产气井生产管柱振动变形实验装置和方法。

背景技术

高产气井生产管柱是高速气体流通的通道，由于储存供给，流量和压力变化，高产气井气流激励，频繁的开关井作业，在动载荷的作用下，管柱的振动是极其重要的研究内容。

在传统的油气开采过程中，输气管由于管中的气体流速，从而导致一定的变形，对于油气的开采产生一定的影响。

本发明在油气开采的过程中，对导管的形变进行了一定的测量与控制，让导管的形变在电脑中示出，从而能通过控制气体的流量来控制导管的形变。进而，在油气开采过程中，由于对导管的形变有了一定的测量与控制，从而提高作业的效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种安全可靠、操作简单、测量数据精确、作业简单，可适用于不同作业场景的一种浅海钻井高产气井生产管柱振动变形实验装置和方法。

一种浅海钻井高产气井生产管柱振动变形实验装置和方法，其特征在于：包括空压机（1），缓冲罐（2），调压阀（3），分隔板，压力传感器（5）,导管（6），气体收集器（7），电 脑（8），固定装置（9），电缆（10），固定板（11），球形径向进气头（12），气体加压室（13），岩石 室（14），橡胶层（15），单向阀（16），储气瓶（17） 。空压机（1）产生的气流经过缓冲罐（2）和调压阀（3）调节后通过单向阀（16），进入气体加压室（13），气体加压室（13）内有岩石室（14），岩石室（14）外壁有橡胶层（15），用以消除岩石与气体加压室（13）外壁的缝隙对实验的影响。空压机（1），缓冲罐（2），调压阀（3），单向阀（16），储气瓶（17），气体加压室（13）组合，调节出与实况下采集气体同样的气压，然后在电脑（8）上收集压力传感器（5）在气压通过导管时振动使导管变形的数据。

所述分隔板采用抗冲击效果的特种橡胶材料，不易变形，抗疲劳性优良。所述 固定板（11）要强度足够，能够在高压通过导管（6）过程中仍可以固定导管（6）在管柱中的位置。所述导管（6）上的多组压力传感器（5）环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔30度分布于导管上，4层共12个，便于更准确地测出导管上各处的变形情况。使之可以准确地描述导管（6）的变形。所述导管采用PVC材料，便于收集数据。所述气体传输到气体加压室（13），整个输气管路为密封结构，球形径向进气头（12）可以使气体均匀流入导管（6），从而高度模拟井下真实进气状态，从而高度模拟井下采气情况。所述岩石室（14）外壁有橡胶层（15），用以消除岩石与气体加压室（13）外壁的缝隙对实验的影响。所述气体加压室（13）内有岩石室（14），装有真实采气过程中的砂岩，真实模拟采气工况。

本发明的具体组装操作步骤如下： S1、安装并固定井筒、导管（6）：将岩石放入内壁胶结好橡胶层（15）的岩石室（14），岩石室（14）为气体加压室（13）的一部分。将整个气体流通通道用焊接密封。井筒吊为竖直状态，放入导管（6），用固定板（11）固定。

S2、安装压力传感器（5）：在导管上安装压力传感器（5），压力传感器（5）环绕于管的四周，每层传感器等间距间隔30度分布于导管上，4层共12个。

S3、安装收集装置：将导管（6）和气体收集器（7）焊接。