[发明专利]一种两相流诱导管柱振动和轴向力传递模拟系统

说明书

本发明公开了一种两相流诱导管柱振动和轴向力传递模拟系统，包括实验管路、模拟压裂管柱、两相流供给机构、两相流调节机构及管柱振动监测机构；所述模拟压裂管柱，连接在所述实验管路中；所述两相流供给机构，用于向所述实验管路提供混砂液；所述混砂液，用于模拟压裂液；所述两相流调节机构，用于调节所述混砂液的流量、流速及水砂混合比；所述两相流调节机构、两相流供给机构及实验管路为所述模拟压裂管柱提供压裂环境；所述管柱振动监测机构，用于监测模拟压裂管柱振动数据，从而为管柱振动和轴向力研究提供数据支持。解决了高砂比、高压力、高流速的两相流诱导管柱振动研究没有配套实验装置，无法进行有效的实验研究的问题。

技术领域

本发明涉及一种两相流诱导管柱振动和轴向力传递模拟系统。

背景技术

随着压裂技术水平的不断提升，促进了难采油气藏的有效动用。为提高压裂效果，增加产能，压裂技术总的发展趋势是高砂比、高压力、高流速（砂比：0-60%；压力：0-60mpa；流速：0-250m/s）。在压裂施工过程中，高速的两相流会诱导管柱发生剧烈振动，从而导致管柱断裂等事故发生，也常有管柱起下困难等问题，延误工期，造成巨大经济损失。

目前，高砂比、高压力、高流速的两相流诱导管柱振动研究，相关研究成果均无配套的实验装置的支撑，现场实验也很难开展，理论研究成果很难转化为现场技术指导。为此，需要为两相流诱导管柱振动模拟研究和轴向力传递效率研究提供基本的实验平台。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种两相流诱导管柱振动和轴向力传递模拟系统。解决了高砂比、高压力、高流速的两相流诱导管柱振动研究没有配套实验装置，无法进行有效的实验研究的问题。

为实现上述发明目的，所述的一种两相流诱导管柱振动和轴向力传递模拟系统，其特征在于，包括：

实验管路、模拟压裂管柱、两相流供给机构、两相流调节机构及管柱振动监测机构；

所述实验管路，用于模拟压裂管道；

所述模拟压裂管柱，连接在所述实验管路中；

所述两相流供给机构，与所述实验管路连接，用于向所述实验管路提供混砂液；

所述混砂液，用于模拟压裂液；

所述两相流调节机构，与所述实验管路连接，用于调节所述混砂液的流量、流速及水砂混合比；

所述两相流调节机构、所述两相流供给机构及所述实验管路为所述模拟压裂管柱提供压裂环境；

所述管柱振动监测机构，连接在实验管路中，用于监测模拟压裂管柱振动数据，为两相流诱导管柱振动和轴向力研究提供数据支持。

优选地，所述模拟压裂管柱，为直管、变径管、弯管或T型管。

优选地，所述两相流供给机构，包括加水机构及加砂机构；

所述加水机构，用于向所述实验管路提供清水；

所述加砂机构，用于向所述实验管路提供砂子；

所述清水与所述砂子在所述实验管路中混合后成为混砂液。

优选地，所述两相流供给机构，还包括：

混砂液箱；

所述混砂液箱，连接在所述实验管路的末端，用于所述实验管路内的所述混砂液的水、砂分离，便于循环利用。

优选地，所述实验管路上设置卸压筒；

所述卸压筒，用于释放所述混砂液的压力，保护所述实验管路及所述实验管路上连接的仪器和/或设备。

优选地，所述两相流调节机构，包括两相流流量调节机构、两相流压力调节机构；