CN104569335A - 一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，包括管路系统、恒温控制系统、计量系统、动力供液系统、数据采集及软件系统等。其中管路系统包括钨合金镀层管段、参比管段以及连接管段，外部有水浴套管和保温层，水浴套管与可控温恒温水浴相连，控制套管内液体的温度；动力供液系统由可控温加热搅拌罐和螺杆泵等组成，原油在加热搅拌罐被加热到设定温度，由螺杆泵泵入到管路系统中，再分别采集钨合金镀层管段和参比管段的差压，进而判断钨合金镀层是否具有防蜡效果，并计算其防蜡率。本发明可以测定不同油样、不同温度、不同排量下原油在管路系统中的结蜡情况；通过专用的支撑装置还可以模拟流体在垂直井筒、水平管路中的流动。

Description

一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置

技术领域

本发明涉及一种油气田开发过程中油井井筒钨合金镀层油管防蜡效果室内评价装置，可以模拟不同温度、压力、流量条件下井筒中蜡沉积情况，评价钨合金镀层油管的防蜡效果；同时也可以对垂直井筒或水平井筒中流体的流动状态进行模拟。

背景技术

含蜡油藏在油田投入开发之前，储层中的原油多以液相存在，蜡溶解在原油中。在开发过程中，当原油从油藏流入井底，再从井底沿井筒举升到地面时，随着压力、温度的降低，原油中的蜡会从原油中析出，蜡晶颗粒不断聚积长大，附着在油管壁上，导致油管过流半径减小、油井产量降低，甚至停产。目前采用的清防蜡方法主要包括机械清蜡、热洗清蜡、化学清防蜡等。

涂层油管防蜡是一种新的防蜡技术，目前主要以聚氨基甲酸酯为涂料，这种涂层的缺点是使用寿命短；钨合金涂层是一种新的油管防蜡方法，评价涂层动态防蜡效果需要研制新的评价装置。石蜡沉积模拟国内外研究集中在水平管流的模拟，很少有文献或实例开展垂直井筒流动模拟。

发明内容

针对上述问题，本发明提供的方法中测试段为钨合金镀层油管，与普通管路(参比段)一起让含蜡原油流过，通过测量测试段和参比段的差压来判断钨合金镀层油管的防蜡效果。通过支撑架可以实现垂直井筒、水平井筒的流动模拟，为油气田开发过程中涂层防蜡效果评价提供一种新的动态评价方法。

为实现该技术目的，本发明的方案是：

一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，包括用于模拟垂直管流或水平管流不同状态下流体流动的管路系统，所述的管路系统通过恒温控制系统对其内的原油进行循环控温，保证管路系统在设定温度下工作，使管路系统中原油结蜡；所述的管路系统由动力供液系统为其内提供原油；且在所述的管路系统上还安装有用于检测管路系统测试段、参比段差压和动力供液系统中原油温度的传感器，所述的传感器与数据采集处理系统相连。

所述管路系统，通过支撑架可以垂直放置或水平放置，用于模拟垂直管流或水平管流等不同状态下的流体流动；

所述的管路系统包括依次连通的测试段、参比段和连接管段，所述的测试段、参比段和连接管段连接后呈“N”型，当管路系统垂直放置时，流体在测试段和参比段均为自下而上流动，其测试段为钨合金镀层油管，参比段为普通钢管。

所述管路系统底端设有放液阀门，实验结束后可将管路流体排出。

所述的恒温控制系统，包括低温恒温水浴系统和与之相连的保温水浴套管，可以实现对管路系统内的原油进行循环控温，保证管路系统在设定温度下工作，使管路系统中原油结蜡。

所述保温水浴套管套装在管路系统外，其从内层到外层依次为水浴套管、保温层和防护层，水浴套管中充满水并与低温恒温水浴系统相连。

所述的计量系统可以测量管路系统内测试段和参比段的差压和管路中流体的温度，包括差压传感器和温度传感器；

所述的差压传感器包括两个，其中一个差压传感器的高低压接口分别连接在管路系统测试段的底端和顶端，另一个差压传感器高低压接口分别连接在管路系统参比段的底端和顶端，分别测试测试段和参比段的差压。

所述的温度传感器设置在加热搅拌罐中，可以测试加热搅拌罐内流体的温度，保证温度参数调节的准确性。

所述的动力供液系统为管路系统内提供原油，可以根据油井实际产量来选择螺杆泵的排量，螺杆泵配有变频调节器；它由加热搅拌罐及螺杆泵组成；所述的加热搅拌罐通过螺杆泵与管路系统测试段的底部相连通，进而保证当管路系统垂直放置时，流体在测试段和参比段中的流态相同。

所述的数据采集处理系统，用于采集管路系统测试段和参比段的差压数据，包括采集板卡、数据采集线及计算机等装置，所述的采集板卡与差压传感器相连，再通过数据采集线输入计算机。

所述数据采集处理系统可以实时显示实验段的压差、温度曲线，并根据实际测试输入泵排量，可靠地保存数据，结果以表格形式导出。

本发明的使用方法如下：

原油在加热搅拌罐被加热到设定温度，由螺杆泵泵入到管路系统中，通过采集钨合金镀层管段(测试段)和参比管段的差压，进而判断钨合金镀层是否具有防蜡效果，并计算其防蜡率；本发明可以测定不同油样、不同温度、不同排量下原油在管路系统中的结蜡情况。

本发明的有益效果如下：

本发明设置钨合金镀层油管和普通油管分别作为测试段和参比段，由于管段内涂层性质不同，原油在各管段蜡沉积速度和厚度也不同，造成钨合金镀层油管段与普通管段差压不同。利用差压数据和特殊的计算方法可进行不同条件下的结蜡程度评价。

该装置可以准确测定测试段和参比段的差压数据，计算每段的结蜡速率，评价钨合金镀层油管的防蜡效果。同时，改变装置的放置方式还可以模拟流体在垂直井筒或水平管路的流动，模拟不同流态下的流体流动，实现原油在垂直井筒、水平井筒中的结蜡状况模拟。

本发明不仅限于钨合金镀层，若将测试段更换为其他实验油管、其他涂层，也可以进行结蜡程度对比评价。此装置模拟状态更真实，是室内垂直井筒、水平井筒动态防蜡效果评价的重要装置。

附图说明

图1为本发明的实验流程图；

图2为本发明的管路系统截面图。

图中：1钨合金镀层油管、2保温水浴套管层、3低温恒温水浴系统、4普通油管、5差压传感器、6放液阀门、7搅拌器、8加热搅拌罐、9螺杆泵，10数据采集处理系统，11含蜡原油，12加热循环水，13水浴套管，14保温层，15防护层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1-2所示，本发明实施例的一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，由管路系统、恒温控制系统、计量系统、动力供液系统、数据采集及软件系统等构成。

该装置具体包括钨合金镀层油管1、保温水浴套管层2、低温恒温水浴系统3、普通油管4、差压传感器5、放液阀门6、搅拌器7、加热搅拌罐8、螺杆泵9和数据采集及软件系统10等。

管路系统外设有保温水浴套管层2，保温水浴套管层2外部设有保温层14，在保温层14的外部设有防护层15，且管路系统分为管路测试段和参比段，当管路系统垂直放置时，测试段和参比段相互平行，且测试段为钨合金镀层管1，参比段为普通油管4，实验时含蜡原油11充满整个管路系统；管路系统整体呈“N”型，以保证当垂直放置时流体在测试段1和参比段4均为自下而上流动。管路下端设置放液阀门6，实验结束后可将管路流体排出。

恒温控制系统利用单独的可控温水浴系统进行循环；由低温恒温水浴系统3和保温水浴套管层2等构成。低温恒温水浴系统3和保温水浴套管2相连，保温水浴套管层2套在管路系统外，且低温恒温水浴系统3的温度控制在原油的析蜡点以下，保证管路系统中原油结蜡。

保温水浴套管层2包括水浴套管13、保温层14和防护层15，所述水浴套管13中充满循环水12。

所述的差压传感器高低压接口分别连接在管路系统测试段、参比段的底端和顶端，用来测量实验段管路两端差压；并且差压传感器与计算机相连，数据存储在计算机中。

所述的温度传感器设置在加热搅拌罐上，可以测试加热搅拌罐内流体温度，保证温度参数调节的准确性。

所述动力供液系统包括加热搅拌罐8以及螺杆泵9组成，所述的加热搅拌罐8通过螺杆泵与管路系统测试段的底部相连通，保证当管路系统垂直放置时，流体在测试段和参比段均为自下而上流动。动力供液系统可以根据实际油井的产量来选择螺杆泵的排量，螺杆泵配有变频调节器，可以实现不同排量下的对比测试。

数据采集处理系统10包括采集板卡、数据采集线及数据处理装置，所述的采集板卡与差压传感器相连，再通过数据采集线输入计算机；数据采集处理系统可以实时显示实验段的压差、温度曲线，并根据实际测试输入泵排量，可靠地保存数据。

本发明设置钨合金镀层油管和普通油管分别作为测试段和参比段，由于管段内涂层性质不同，原油在各管段蜡沉积速度和厚度也不同，造成钨合金镀层油管段与普通油管段的差压不同，通过差压数据可以计算不同温度、不同排量下的结蜡程度，评价钨合金镀层油管的防蜡效果。

该装置可以准确测定各实验段的差压，通过计算得到测试段和参比段的结蜡速率及钨合金镀层油管的防蜡率。同时，改变装置的放置方式还可以模拟流体在垂直井筒或水平管路的流动，模拟不同流态的流体流动，实现原油在垂直井筒、水平井筒中的动态结蜡评价。

本发明不仅限于钨合金镀层，若将测试段更换为其他实验油管也可以进行结蜡程度评价。此装置模拟状态更真实，可以作为室内镀层油管动态防蜡效果评价的重要装置。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：包括用于模拟不同状态下流体流动的管路系统，所述的管路系统通过恒温控制系统对其内部的原油进行循环控温，保证管路系统在设定温度下工作，使管路系统中原油结蜡；所述的管路系统由动力供液系统为其内提供原油；且在所述的管路系统上还安装有分别检测管路系统测试段和参比段的原油差压以及动力供液系统中原油温度的计量系统，所述的计量系统与数据采集处理系统相连。

2.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述的管路系统包括依次连通的测试段、参比段和连接管段，所述的测试段、参比段和连接管段连接后呈“N”型，当管路系统垂直放置时，流体在测试段和参比段均为自下而上流动。

3.如权利要求2所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述的测试段为钨合金镀层管，所述的参比段为普通钢管。

4.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：所述管路系统底端设有放液阀门，实验结束后将管路流体排出。

5.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述的计量系统包括差压传感器和温度传感器，所述的差压传感器和温度传感器均与数据采集处理系统相连。

6.如权利要求5所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述的差压传感器包括两个，其中一个差压传感器的高低压接口分别连接在管路系统测试段的底端和顶端，另一个差压传感器高低压接口分别连接在管路系统参比段的底端和顶端。

7.如权利要求5所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：所述的温度传感器分别设置在加热搅拌罐和可控温恒温水浴上，分别用于测试加热搅拌罐内流体、管路恒温系统的温度，保证温度参数调节的准确性。

8.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述的恒温控制系统，包括低温恒温水浴系统和与之相连的保温水浴套管，所述保温水浴套管套装在管路系统外部，水浴套管外有保温层和防护层，水浴套管中充满水并与低温恒温水浴槽相连。

9.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：

所述动力供液系统包括加热搅拌罐及螺杆泵，所述的加热搅拌罐与螺杆泵的进口端相连，螺杆泵的出口端与管路系统测试段的底部相连，螺杆泵配有变频调节系统，调节流体的流速。

10.如权利要求1所述的新型油井钨合金镀层防蜡效果检测装置，其特征在于：所述的数据采集处理系统包括采集板卡、数据采集线及计算机等，所述的采集板卡与差压传感器、温度传感器相连，再通过数据采集线输入计算机，所述的计算机能实时显示装置流程图及各实验测试段的压差、温度曲线，记录并保存实验数据，结果通过表格形式导出。