测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108708709A(43)申请公布日2018.10.26(21)申请号201810518254.0(22)申请日2018.05.27(71)申请人东北石油大学地址163319黑龙江省大庆市高新技术开发区发展路199号(72)发明人傅程李晓慧黄斌蔡萌宋考平刘保君(74)专利代理机构哈尔滨东方专利事务所23118代理人曹爱华(51)Int.Cl.E21B43/38(2006.01)E21B47/00(2012.01)G01D21/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置及方法(57)摘要本发明涉及的是测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置及方法，其中测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置包括多相流装置、超声多普勒测速装置、涡流工具，多相流装置包括气体分配管路、液体分配管路、导轨、行车起吊机构、手动卷扬机、有机玻璃管测量机构、电控装置、计算机，空气压缩机经气体分配管路连接至混合器，水槽经由泵、液体分配管路连接混合器，混合器经管线分别连接相应的有机玻璃管，该管线安装电动阀；其中一个有机玻璃管内有涡流工具，有机玻璃管安装在移动支架上；超声多普勒测速装置用于对环膜厚度和液相速度进行测量。本发明能够测量不同井斜角及不同气液比条件下经过涡流工具后井筒内环膜的厚度及液相的速度。CN108708709ACN108708709A权利要求书1/2页1.一种测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置，其特征在于：这种测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置包括多相流装置、超声多普勒测速装置（12）、涡流工具（13），多相流装置包括空气压缩机（1）、气体分配管路、水槽（2）、液体分配管路、移动支架、导轨（11）、行车起吊机构、手动卷扬机、混合器（7）、有机玻璃管测量机构、电控装置、计算机，空气压缩机（1）经由气体分配管路连接至混合器（7），水槽（2）经由泵（5）、液体分配管路连接至混合器（7），混合器（7）经管线分别连接相应的有机玻璃管（14），该管线上安装电动阀（8），电动阀（8）连接电控装置，每个有机玻璃管（14）通过管线连接气液分离器（15），气液分离器（15）连接水槽（2）；其中一个有机玻璃管（14）内有涡流工具（13），有机玻璃管（14）上安装差压传感器（9）、温度传感器（16）、孔隙率变送器（10），每个有机玻璃管（14）安装在移动支架上，移动支架具有脚轮；导轨（11）由卧式导轨一侧设置立式导轨构成，具有工字形轨道，移动支架倾斜设置在卧式导轨与立式导轨之间，与卧式导轨与立式导轨均通过脚轮滑动连接；每个有机玻璃管（14）均安装差压传感器（9）、温度传感器（16）、孔隙率变送器（10），气体分配管路、液体分配管路分别安装多个流量计（4）；差压传感器（9）、温度传感器（16）、孔隙率变送器（10）均连接计算机；超声多普勒测速装置（12）包括超声波探头（17）、超声多普勒测速仪、数据上传分析设备，超声多普勒测速仪通过夹持装置架放于内部有涡流工具（13）的有机玻璃管（14）附近进行非接触式测量，测量时通过夹持装置改变多普勒角，超声多普勒测速仪与计算机连接，超声多普勒测速装置（12）用于对环膜厚度和液相速度进行测量。2.根据权利要求1所述的测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置，其特征在于：所述的气体分配管路由三条流量分配管线并联构成，每条流量分配管线均安装流量计（4）和阀门（3），气体分配管路经稳定罐（6）连接混合器（7）。3.根据权利要求2所述的测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置，其特征在于：所述的液体分配管路由三条流量分配管线并联构成，每条流量分配管线均安装流量计（4）和阀门（3）。4.一种权利要求3所述的测量涡流排水采气工具所在井筒内环膜厚度的装置进行测量实验的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、确定实验所选择的有机玻璃管（14）直径，有机玻璃管（14）用于模拟井筒，将涡流工具（13）加载至有机玻璃管（14）底部，模拟井筒放涡流工具（13）至井底的现场工况；将超声多普勒测速仪架放于有机玻璃管（14）附近以实现进行非接触式测量；步骤二、打开电控柜总电源，打开空气压缩机（1）和泵（5）电源，设定气体进入井筒时间的流量和压力，再给定不同液体流量，打开计算机，进行系统加压和流动实验；步骤三、利用手动卷扬机对移动支架进行牵引拉动，模拟相应斜井段井斜角，若需要移动支架处于垂直位置时，打开行车电源对移动支架进行起吊；步骤四、对有机玻璃管内液相速度进行测量时，在超声波探头（17）外加套管，并在套管内加入介质水；超声波探头（17）与有机玻璃管壁之间存在多普勒角，因产生的环膜呈螺