CN106169269A - 自喷采油仿真模拟实验装置 - Google Patents

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刘忠华
檀俊文
薛璇
张子玥
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曾顺鹏
张瀛
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Abstract

本发明涉及石油专业教学实验用具，具体是一种自喷采油仿真模拟实验装置；包括透明箱体，位于透明箱体顶部的顶盖，在顶盖上设置有至少两个通孔，每一个通孔中均穿插有采油模拟管结构；固定在透明箱体侧壁上的进水管、进气管和压力检测仪，在进水管上设置有水泵，在进气管上设置有气泵；所述水泵、气泵和压力检测仪均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，该控制柜上具有显示器和操作面板，所述压力检测仪将透明箱体的内腔中的压力反馈给具有PLC控制片的控制柜，由具有PLC控制片的控制柜控制所述水泵和气泵的启闭。本发明由于所述结构而具有的优点是：能够直观教学、易于操作、能够模拟不同驱动方式和井网条件进行自喷采油仿真模拟实验。

Description

自喷采油仿真模拟实验装置
技术领域
本发明涉及石油专业教学实验用具，尤其是一种能够直观教学、易于操作、能够模拟不同驱动方式和井网条件的自喷采油仿真模拟实验装置。
背景技术
自喷采油现象及原理针对石油专业的师生而言并不陌生，现有教学过程中，自喷采油现象及原理仅通过理论灌输给学生，或者通过简陋的自制单井自喷采油仿真模拟结构来直观教学，模拟条件有限，无法模拟不同驱动方式和井网条件的自喷采油。简陋的自制单井自喷采油仿真模拟结构一般为一根两端封堵的透明试管，透明试管内装原油，再将透明试管与压力源接通进行简单模拟，操作不便，模拟效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够直观教学、易于操作、能够模拟不同驱动方式和井网条件的自喷采油仿真模拟实验装置。
为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种自喷采油仿真模拟实验装置；其中：包括透明箱体，位于透明箱体顶部且将透明箱体的内腔密封的顶盖，在顶盖上设置有至少两个通孔，每一个通孔中均穿插有采油模拟管结构；固定在透明箱体侧壁上的进水管、进气管和压力检测仪，所述进水管的进水口和进气管的进气口均位于透明箱体的内腔中，在进水管上设置有水泵，在进气管上设置有气泵；所述水泵、气泵和压力检测仪均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，该控制柜上具有显示器和操作面板，所述压力检测仪将透明箱体的内腔中的压力反馈给具有PLC控制片的控制柜，由具有PLC控制片的控制柜控制所述水泵和气泵的启闭；
所述采油模拟管结构又包括穿过顶盖上的通孔的透明外管，该透明外管的底部插入透明箱体的内腔的底部或中下部，在透明外管的下部壁体上设置有多个原油流通孔，透明外管的顶部固定在顶盖上或者穿出顶盖；在透明外管的内腔中设置有透明内管，该透明内管的底部靠近原油流通孔位置处，透明内管的顶部穿出顶盖，穿出顶盖的透明内管的管段上设置有控制阀Ⅰ、喷油嘴和流量计；所述透明外管的外壁与通孔内壁之间设置有密封圈Ⅰ，透明外管的内壁与透明内管的外壁之间设置有密封圈Ⅱ，该密封圈Ⅱ位于透明外管的顶部端口处。
本发明由于上述结构而具有的优点是：能够直观教学、易于操作、能够模拟不同驱动方式和井网条件进行自喷采油仿真模拟实验。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明又一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见附图1和2，图中的自喷采油仿真模拟实验装置；其中：包括透明箱体1，位于透明箱体1顶部且将透明箱体1的内腔密封的顶盖2，在顶盖2上设置有至少两个通孔3，每一个通孔3中均穿插有采油模拟管结构4；固定在透明箱体1侧壁上的进水管5、进气管6和压力检测仪7，所述进水管5的进水口和进气管6的进气口均位于透明箱体1的内腔中，在进水管5上设置有水泵8，在进气管6上设置有气泵9；所述水泵8、气泵9和压力检测仪7均通过导线与具有PLC控制片的控制柜10连接，该控制柜上具有显示器11和操作面板12，所述压力检测仪7将透明箱体1的内腔中的压力反馈给具有PLC控制片的控制柜10，由具有PLC控制片的控制柜10控制所述水泵8和气泵9的启闭；
所述采油模拟管结构4又包括穿过顶盖2上的通孔3的透明外管13，该透明外管13的底部插入透明箱体1的内腔的底部或中下部，在透明外管13的下部壁体上设置有多个原油流通孔14，透明外管13的顶部固定在顶盖2上或者穿出顶盖2；在透明外管13的内腔中设置有透明内管15，该透明内管15的底部靠近原油流通孔14位置处，透明内管15的顶部穿出顶盖2，穿出顶盖2的透明内管15的管段上设置有控制阀Ⅰ16、喷油嘴17和流量计18；所述透明外管13的外壁与通孔3内壁之间设置有密封圈Ⅰ，透明外管13的内壁与透明内管15的外壁之间设置有密封圈Ⅱ，该密封圈Ⅱ位于透明外管13的顶部端口处。在该实施例中，具有PLC控制片的控制柜10可以采用计算机替换，控制运行部件启闭的小软件也采用市场常规的小软件。
为增强对进水或进气的精确控制，上述实施例中，优选地：所述进水管5和进气管6上分别设置有进水阀19和进气阀20。所述进水阀19和进气阀20均采用电磁阀，并通过导线与具有PLC控制片的控制柜10连接，由具有PLC控制片的控制柜10控制所述进水阀19和进气阀20的启闭。
为模拟不同数目井网条件以及不同位置组合的井网条件，上述实施例中，优选地：所述通孔3为五个，对应的采油模拟管结构4为五套。该五套采油模拟管结构4一套居中布置，另外四套分居透明箱体1的内腔的四角。
为保证实验后的原油不污染实验室或教室，上述实施例中，优选地：所述透明内管15的出口端与原油收集器皿21连通。
为方便操作，进一步保证实验精度，上述实施例中，优选地：所述控制阀Ⅰ16和流量计18均通过导线与具有PLC控制片的控制柜10连接，流量计18将数据反馈给具有PLC控制片的控制柜10，具有PLC控制片的控制柜10控制控制阀Ⅰ16的启闭。
为进一步方便操作，保证实验精度，上述实施例中，优选地：所述透明箱体1侧壁上固定原油输送管22，该原油输送管22的进口端与原油储存罐23连通，原油输送管22的进口端与透明箱体1的内腔连通，在原油输送管22上设置有原油输送泵24和原油输送阀25，所述原油输送阀25为电磁阀，所述原油输送泵24和原油输送阀25均通过导线与具有PLC控制片的控制柜10连接，由具有PLC控制片的控制柜10控制所述原油输送泵24和原油输送阀25的启闭。
为便于排污，方便操作，上述实施例中，优选地：所述透明箱体1侧壁上固定排污管26，该排污管26的进口端与透明箱体1的内腔的底部连通，排污管26的出口端与收集罐27连通，在排污管26上设置有排污泵28和排污阀29，所述排污泵28和排污阀29均通过导线与具有PLC控制片的控制柜10连接，具有PLC控制片的控制柜10控制排污泵28和排污阀29的启闭。实验完毕，可以用进水管5来进行冲洗各实验部件。
为保证透明箱体1的内腔的密闭性，以及便于组装各实验部件和清洗各实验部件，上述实施例中，优选地：所述透明箱体1顶部端面上具有凹槽30，在顶盖2的下面板上设置有与顶盖2的下面板一体且与凹槽30匹配的凸台31，该凸台31与凸台31之间具有密封圈。
为便捷的使得透明外管13定位在透明箱体1的内腔中，上述实施例中，优选地：所述顶盖2的下面板上固定有与通孔3个数相同的导向套管32，该导向套管32的内径与透明外管13的外径匹配；所述导向套管32的顶部端口固定在通孔3位置处的顶盖2的下面板上。
上述结构的原理说明
（1）通过对透明箱体1的内腔中的原油液体加压模拟储层自身具有的天然能量实现对自喷采油的仿真模拟。
（2）通过水泵8对水加压模拟底水驱，通过气泵9向透明箱体1的内腔中注气并产生一定压力模拟气顶驱。
（3）通过控制透明内管15上控制阀Ⅰ16的启闭，模拟不同的井网条件。
气顶驱操作步骤：
（1）关闭所有透明内管15上的控制阀Ⅰ16。
（2）打开水泵8向透明箱体1的内腔中注入一定量的水，淹没透明外管13的原油流通孔14部位，关闭水泵8。
（3）打开气泵9向透明箱体1的内腔中内注气并产生一定的压力，关闭气泵9。
（4）打开需要实验的透明内管15上的控制阀Ⅰ16。
（5）记录实验数据。
底水驱操作步骤：
（1）关闭所有透明内管15上的控制阀Ⅰ16。
（2）打开水泵8向透明箱体1的内腔中注满水并产生一定的压力，关闭水泵8。
（3）打开需要实验的透明内管15上的控制阀Ⅰ16。
（4）记录实验数据。
不同井网条件：
在进行底水驱和气顶驱时打开一根或多根透明内管15上的控制阀Ⅰ16模拟不同的井网条件。
上述实施例中，所述各部件均采用市场销售产品。
显然，上述所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明所述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。
综上所述，由于上述结构，能够直观教学、易于操作、能够模拟不同驱动方式和井网条件进行自喷采油仿真模拟实验。

Claims (10)

1.一种自喷采油仿真模拟实验装置；其特征在于：包括透明箱体，位于透明箱体顶部且将透明箱体的内腔密封的顶盖，在顶盖上设置有至少两个通孔，每一个通孔中均穿插有采油模拟管结构；固定在透明箱体侧壁上的进水管、进气管和压力检测仪，所述进水管的进水口和进气管的进气口均位于透明箱体的内腔中，在进水管上设置有水泵，在进气管上设置有气泵；所述水泵、气泵和压力检测仪均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，该控制柜上具有显示器和操作面板，所述压力检测仪将透明箱体的内腔中的压力反馈给具有PLC控制片的控制柜，由具有PLC控制片的控制柜控制所述水泵和气泵的启闭；
所述采油模拟管结构又包括穿过顶盖上的通孔的透明外管，该透明外管的底部插入透明箱体的内腔的底部或中下部，在透明外管的下部壁体上设置有多个原油流通孔，透明外管的顶部固定在顶盖上或者穿出顶盖；在透明外管的内腔中设置有透明内管，该透明内管的底部靠近原油流通孔位置处，透明内管的顶部穿出顶盖，穿出顶盖的透明内管的管段上设置有控制阀Ⅰ、喷油嘴和流量计；所述透明外管的外壁与通孔内壁之间设置有密封圈Ⅰ，透明外管的内壁与透明内管的外壁之间设置有密封圈Ⅱ，该密封圈Ⅱ位于透明外管的顶部端口处。
2.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述进水管和进气管上分别设置有进水阀和进气阀。
3.根据权利要求2所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述进水阀和进气阀均采用电磁阀，并通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，由具有PLC控制片的控制柜控制所述进水阀和进气阀的启闭。
4.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述通孔为五个，对应的采油模拟管结构为五套。
5.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述透明内管的出口端与原油收集器皿连通。
6.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述控制阀Ⅰ和流量计均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，流量计将数据反馈给具有PLC控制片的控制柜，具有PLC控制片的控制柜控制控制阀Ⅰ的启闭。
7.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述透明箱体侧壁上固定原油输送管，该原油输送管的进口端与原油储存罐连通，原油输送管的进口端与透明箱体的内腔连通，在原油输送管上设置有原油输送泵和原油输送阀，所述原油输送阀为电磁阀，所述原油输送泵和原油输送阀均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，由具有PLC控制片的控制柜控制所述原油输送泵和原油输送阀的启闭。
8.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述透明箱体侧壁上固定排污管，该排污管的进口端与透明箱体的内腔的底部连通，排污管的出口端与收集罐连通，在排污管上设置有排污泵和排污阀，所述排污泵和排污阀均通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，具有PLC控制片的控制柜控制排污泵和排污阀的启闭。
9.根据权利要求1所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述透明箱体顶部端面上具有凹槽，在顶盖的下面板上设置有与顶盖的下面板一体且与凹槽匹配的凸台，该凸台与凸台之间具有密封圈。
10.根据权利要求1或8所述的自喷采油仿真模拟实验装置，其特征在于：所述顶盖的下面板上固定有与通孔个数相同的导向套管，该导向套管的内径与透明外管的外径匹配；所述导向套管的顶部端口固定在通孔位置处的顶盖的下面板上。
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