[发明专利]气井出砂检测实验装置

说明书

本发明提出一种气井出砂检测实验装置，与供气组件连接，包括管道，所述管道上设有至少一个筛网，所述筛网上设有多个可检测振动信号的第一检测件，多个所述第一检测件沿所述筛网的周向方向按预设间隔设置，还包括执行器，以及与所述执行器电性连接的储存器，所述储存器内存有预设程序，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：对多个所述第一检测件检测的信号中出砂信号的时域信号进行峭度分析和SD表征偏差分析，根据流速和粘度对计算出的峭度和SD表征偏差的计算值进行校验，将校验后的峭度和SD表征偏差的计算值与预设的版图进行比对，赋予砂粒尺寸系数和砂粒形状系数，根据尺寸系数和砂粒形状系数生成相应的三维图像。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种气井出砂检测实验装置。

背景技术

含砂多相管流广泛的存在石油、化工、冶金等各个行业中，在线表征含砂多相管流中的砂粒信息对保证含砂管流安全、高效生产意义重大。由于多相管流流动规律复杂，尚有大量的科学问题有待深入研究并解决，而含砂管流中固相颗粒的可视化技术是加快基础科学问题解决进程的有效工具。

现有的含砂多相管流中固相颗粒的可视化系统主要包括聚焦光束反射测量仪和颗粒图像显微镜，然而这两种装备的价格非常的昂贵，且受光学原理限制，需要管道为透明介质。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可以实现可视化，并可以对各种出砂信号进行校准、优化和规律性探索的气井出砂检测实验装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种气井出砂检测实验装置，包括可提供含砂气流的供气组件，与所述供气组件连接的管道，所述管道上设有至少一个筛网，所述筛网上设有多个可检测振动信号的第一检测件，多个所述第一检测件沿所述筛网的周向方向按预设间隔设置，还包括与多个所述第一检测件电性连接的执行器，以及与所述执行器电性连接的储存器，所述储存器内存有预设程序，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：对多个所述第一检测件检测的信号中出砂信号的时域信号进行峭度分析和SD表征偏差分析，根据流速和粘度对计算出的峭度和SD表征偏差的计算值进行校验，将校验后的峭度和SD表征偏差的计算值与预设的版图进行比对，赋予砂粒尺寸系数和砂粒形状系数，根据尺寸系数和砂粒形状系数生成相应的三维图像。

作为本发明的进一步优化，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：求取多个所述第一检测件检测的信号之间的交集频段，对该频段进行滤波从而得到出砂信号。

作为本发明的进一步优化，所述第一检测件为四个，相邻所述第一检测件与所述筛网中心的连接线呈90°夹角。

作为本发明的进一步优化，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：对四个所述第一检测件检测的信号中出砂信号的时域信号进行RMS谱分析，根据流速和粘度进行校验，计算出砂粒的质量和位置坐标。

作为本发明的进一步优化，该预设程序被所述执行器执行时能够实现以下步骤：砂粒的质量M＝K·Sa·Sh·{[RMS]²-(A₀+A₁·v+A₂·v²+A₃·v³)}^p-k,其中Sa为砂粒尺寸系数，Sh为砂粒形状系数K为含量校准因子，A₀至A₃为流速多项式拟合系数，v为流体平均速度，B为流体介质校准因子。

作为本发明的进一步优化，所述筛网为多个，多个所述筛网的目数沿流体移动方向依次增大。

作为本发明的进一步优化，所述第一检测件为对应于所述筛网设置的多组。

作为本发明的进一步优化，所述管道包括由透明材料制成的观察段，所述筛网设于所述观察段上，还包括设于所述筛网处的聚焦光束反射测量仪。