[发明专利]井筒环空中气液固三相间滑脱测量设备及方法

摘要

本发明提供的是井筒环空中气液固三相间滑脱测量设备及方法，该设备由环空井筒、改进的PIV系统、定电流法装置、高速摄像机、搅拌池、杂质泵、空气压缩机、压力传感器、流量计、管路和阀门组成；本发明首次将PIV系统、激光诱导技术、折射率匹配技术、定电流法、高速摄像机记录技术相结合，利用透明钻井液和透明岩屑，系统研究了井筒环空中气液固三相流动中滑脱特性；本发明通过研究不同钻井液粘稠度、钻井液流量、岩屑浓度和截面含气率因素的试验，得到岩屑和气体在井筒环空气液固三相流动中滑脱方式的规律和滑脱速度的具体表达式，为钻井的工艺设计和井控安全提供有效的技术支持。

主权项

井筒环空中气液固三相间滑脱测量设备，其特征在于：由环空井筒、改进的PIV系统、定电流法装置、高速摄像机、搅拌池、杂质泵、空气压缩机、压力传感器、流量计、管路和阀门组成；环空井筒顶端设有出口，顶端出口通过管路与搅拌池连通，环空井筒底端设有入口，入口上安装有三通接头，搅拌池通过管路与杂质泵连通，杂质泵通过管路与三通接头连通，杂质泵与三通接头之间的管路上安装有阀门、液体压力传感器和液体流量计；空气压缩机通过管路与三通接头连通，空气压缩机与三通接头之间的管路上安装有阀门、气体压力传感器和气体流量计；环空井筒中间设有试验区域，试验区域的一侧放置改进的PIV系统的氩离子激光器，试验区域的另一侧放置高速摄像机和改进的PIV系统的相机；环空井筒上设有6个钻孔，环空井筒顶端和底端分别设有1个钻孔，试验区域的上截面和下截面处的环空井筒上分别设有2个钻孔，液体压力传感器安装在试验区域下截面的1个钻孔上，气体压力传感器安装在试验区域上截面的1个钻孔上；恒流电源通过导线与安装在环空井筒顶端和底端钻孔上的监测铜环连接，数据采集仪通过导线与安装在试验区域上截面和下截面处的2个监测铜环连接，计算机通过数据线与数据采集仪连接。