[发明专利]一种适用于高气液比油井的有杆抽油系统实验装置及方法

摘要

一种适用于高气液比油井的有杆抽油系统实验装置由动力供应及传递设备、气液供应设备、数据测控及采集设备和实验管柱及防气装置组成。该方法包括：在该实验中，空气压缩机将压缩后的空气输送至储气罐，从而保证整个实验系统的稳定供气；注气管线将储气罐与实验管柱底部相连，注液管线将柱塞式计量泵与实验管柱底部相连；直线抽油机带动泵做往复运动，将气液混合物吸入气锚进行气液分离，并抽汲到油管中；压力传感器、温度传感器和气体流量计采集测试数据，并由数据采集器记录、传输至计算机，最终得到各气锚、防气泵和气锚耦合防气泵的适用气液比界限，为高气液比油井生产提供更有效的指导。

主权项

1.一种适用于高气液比油井的有杆抽油系统实验装置及方法，该套实验装置由动力供应及传递设备、气液供应设备、数据测控及采集设备和实验管柱及防气装置组成；其中，动力供应及传递设备主要包括微型直线抽油机、抽油机控制柜、油芯钢丝绳、地轮、天轮、抽油杆、加重杆；为了给整个防气泵提供一个往复运动，研发了一台实验用微型直线抽油机，微型直线抽油机由一台三相交流电动机提供动力，驱动两级减速皮带轮运动，控制柜可通过参数设置面板设置冲程、冲次等基本参数、显示柱塞当前位置、运行时间等过程参数；通过手动/自动旋钮切换抽油机运动模式；通过手动控制按钮控制柱塞向上或向下运动；通过变频器上/断电按钮对变频器进行控制，地轮和天轮负责钢丝绳的转向，绕过地轮的钢丝绳与抽油机动力输出的钢丝绳相连接，抽油杆通过吊卡与绕过天轮的钢丝绳相连接，通过井口的盘根盒与油管头形成密封；其中，气、液供应设备包括由柱塞计量泵和进水阀门组成供液系统，柱塞计量泵可通过调节冲程长度和改变电机频率控制流量，空气由一台BK系列喷油螺杆式空气压缩机供应，该压缩机最大排气压力0.8MPa，公称容积流量6m³/min；为了确保供气平稳，本发明为空气压缩机配套了储气罐，其最大工作压力为1.2MPa，容积为1500L；其中，数据测控及采集设备由无纸记录仪、涡轮流量计和液体涡轮流量计完成；压力、温度测试由压力、温度传感器完成，传感器上引出的电缆，将采集到的信号传输至数据采集器，测试的压力、温度、气体流量、液体流量等参数均通过采集器自动采集，再传输到计算机，便于对测试数据的分析和记录；其中，实验测试管柱主要采用可视化的有机玻璃管材来模拟套管和油管，模拟套管尺寸为外径140mm，壁厚10mm，其最大承压0.4MPa，套管之间采用法兰连接；油管尺寸为外径74mm，壁厚6mm，为方便油管的拆卸，安装井下工具，油管之间的连接采用直螺纹接头连接；地面气液分离管柱主要由有机玻璃管材构成；防气泵抽汲的气液混合物经气液进口进入地面气液分离管柱，沿中心管抵达管柱底部，气液两相在重力的作用下分离，气相经顶部出气口输出到气体流量计来计量气体流量，液相经出液口输出到液体流量计来计量液体流量；其中，防气装置主要包括各类防气泵和气锚实物，实验过程中可根据需要随意更换防气装置。