[发明专利]一种可视化气液两相流动耦合实验装置

说明书

本发明涉及两相流实验系统的技术领域，特别是涉及一种可视化气液两相流动耦合实验装置，主要由气瓶、进气管、调压阀、压力表、气体质量流量计、单向阀、进气口、单向隔水层、通道、出气口、出气管、流量计、出口组成，压力表设置在调压阀与气体质量流量计之间的进气管上；单向隔水层位于通道底部，由金属网板、隔水透气滤膜、金属支撑网板组成；所述通道由岩板、有机玻璃板、上压板、下压板组成。本发明研究的可视化气液两相流动耦合实验装置，能够实现在重力条件下不同尺寸，不同粗糙程度管壁下的气液两相流动模拟实验，并且设计一种单向隔水装置，使气体能从通道底部均匀注入。

技术领域

本发明涉及两相流实验系统的技术领域，特别是涉及一种可视化气液两相流动耦合实验装置。

背景技术

在气田开发过程中，刚开始开采气藏时由于井底气藏量多产水量很少压力大，随着井底不断的产气地层压力下降，有些气田采用注水的方法将气井中的气体开采出来。在对气井的开采过程中随着水不断的注入，产出液井筒内会出现水的产出，当气井产水后会对气藏的正常生产产生很大的影响，从而降低气井的产能。进而将严重影响整个气田开发方案的实施。经调查研究，现有的气液两相流动的模拟实验平台大都是研究水平方向光滑管内的气液两相流动，不能研究重力以及粗糙管壁对气液两相流动规律，而且，在现有的少量研究竖直方向上的气液两相流实验中，气体注入一般是通过细长的管道注入，无法还原实际工况条件下的气液两相流动，因此，需要设计一种=可视化气液两相流动耦合实验装置，在实验室开展气液两相流动相似模拟实验研究。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种可视化气液两相流动耦合实验装置，能够实现在重力条件下不同尺寸，不同粗糙程度管壁下的气液两相流动模拟实验，并且设计一种单向隔水层，使气体能从通道底部均匀注入，而液体不会受重力影响流出。

本发明采用的技术方案：一种可视化气液两相流动耦合实验装置，主要由为通道9提供气体的气瓶1、进气管2、调节进气压力的调压阀3、压力表4、测量进气管2中气体流量的气体质量流量计5、单向阀6、进气口7、单向隔水层8、通道9、出气口10、出气管11、测量出气管11中气体流量的流量计12、出口13以及双头电导探针14组成，所述气瓶1、调压阀3、气体质量流量计5及单向阀6依次设置在进气管2上；所述压力表4设置在调压阀3与气体质量流量计5之间的进气管2上；所述单向隔水层8位于通道9底部，由金属网板15、隔水透气滤膜16、金属支撑网板17组成；所述通道9由岩板18、有机玻璃板19、上盖板20、上压板21、前盖板22、后盖板23、下盖板24、下压板25、连接杆26组成；所述流量计12位于出气管11上；所述双头电导探针14设置在通道9顶部；

所述的可视化气液两相流动耦合实验装置，其特征在于，所述的单向隔水层8，利用螺栓27固定在下压板25上，且单向隔水层8与下压板25连接处采用O型圈28密封；所述通道9，利用盖板、压板与连接杆26将岩板18和有机玻璃板19组合而成，其中岩板18与岩板18、岩板18与压板之间的衔接处采用橡胶垫29密封，有机玻璃板19与岩板18、有机玻璃板19与压板之间的衔接处采用玻璃压垫30密封；所述进气口7，采用喇叭状的开口方式，设置在通道9底部，与进气管2相连；所述出气口10，设置在通道9顶部，与出气管11相连；

所述的可视化气液两相流耦合实验装置，其特征在于，所述通道9具备透视可见的观察窗31；所述观察窗利用前盖板22与有机玻璃板19组合而成；

与现有的技术相比 ，本发明提供的可视化气液两相流动耦合实验装置具有以下的优点与积极效果：

1、本发明设计的可视化气液两相流动耦合实验装置，利用岩板模拟粗糙管壁，使之更加接近现场情况；并且通过观察窗实现可视化，可以将气体通过通道的全过程拍摄记录下来；

2、本发明设计的单向隔水层，使水能够静置在通道中，让气体更加均匀的注入，实现了隔水透气的目的；

3、本发明采用双头电导探针监测气液界面参数，可以辅助监测气泡速度、气泡尺寸、界面浓度等参数。