CN106680145B - 液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 - Google Patents
液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106680145B CN106680145B CN201510745616.6A CN201510745616A CN106680145B CN 106680145 B CN106680145 B CN 106680145B CN 201510745616 A CN201510745616 A CN 201510745616A CN 106680145 B CN106680145 B CN 106680145B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipeline
- liquid
- test
- main
- test pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明公开了一种液体管路摩阻测定装置及使用其的方法,属于压裂液、酸液摩阻评价技术领域。该液体管路摩阻测定装置包括储液系统,该储液系统包括进液口和出液口;搅拌系统用于搅拌储液系统中的液体;管线系统包括依次连接的第一主管线、测试管线和第二主管线,第一主管线的远离连接测试管线的一端与出液口连接,第二主管线的远离连接测试管线的一端与进液口连接,测试管线包括竖直测试管线段、圆弧测试管线段、水平测试管线段,以模拟油气开采现场的管线布置;压力测试系统分别设置在第一主管线和测试管线上;流量测试系统设置在第一主管线上。本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法在实验室同时模拟现场垂直和水平管路的摩阻。
Description
技术领域
本发明涉及压裂液、酸液摩阻评价技术领域,特别涉及液体管路摩阻测定装置及使用其的方法。
背景技术
随着以页岩气为代表的非常规油气的开发,大液量、大排量体积压裂日益成为非常规油气压裂增产的主要方式,由此压裂液、酸液降阻性能也逐渐成为压裂液、酸液的核心性能,而实验室能否准确测试压裂液、酸液降阻性能将直接影响非常规油气现场压裂作业。
目前,实验室对压裂液、酸液摩阻的评价方法主要采用管路测定装置模拟压裂液、酸液在管路中的流动状况,通过测定压裂液、酸液流动两端的压差来计算压裂液、酸液摩阻,可以模拟压裂液、酸液在不同管径、不同排量下的摩阻。例如美国专利一种测试液体的摩阻的方法(专利申请公开号为US7992427B2)并没有提供一种模拟现场的管路摩阻测定装置。例如中国专利一种模拟摩阻测定装置(专利申请公开号为CN103048243A)用于测定减阻剂的减阻效果,包括配制釜、泵、测试管和测压元件。上述这些测定装置主要用于油品或压裂液在管路中的摩阻,测试管路均是水平放置,而压裂作业现场管路一般由垂直管路和水平管路或垂直管路和带有一定角度的倾斜管路构成,测试管路布置形状与现场差距较大,实验室无法准确模拟现场液体流动状态;而且现有的测试装置不耐酸,无法测试酸液的摩阻;并且由于测试结果未经系统处理,无法真实反映测试流体降阻性能,更不能准确预测现场作用的降阻性能,与现场情况差异较大。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面,本发明提供了一种液体管路摩阻测定装置及使用其的方法。所述技术方案如下:
本发明的一个目的是提供了一种液体管路摩阻测定装置。
本发明的还一目的是提供了一种使用液体管路摩阻测定装置的方法。
根据本发明的一个方面,提供了一种液体管路摩阻测定装置,所述液体管路摩阻测定装置包括:
储液系统,所述储液系统包括进液口和出液口;
搅拌系统,所述搅拌系统用于搅拌所述储液系统中的液体;
管线系统,所述管线系统包括依次连接的第一主管线、测试管线和第二主管线,所述第一主管线的远离连接测试管线的一端与所述出液口连接,所述第二主管线的远离连接测试管线的一端与所述进液口连接,所述测试管线包括竖直测试管线段、圆弧测试管线段、水平测试管线段,以模拟油气开采现场的管线布置;
压力测试系统,所述压力测试系统分别设置在所述第一主管线和所述测试管线上;
流量测试系统,所述流量测试系统设置在所述第一主管线上;
在使用时,所述液体从所述储液系统中流至所述第一主管线中,并通过所述压力测试系统和所述流量测试系统分别获得所述液体的压力值和流量值,之后流至测试管线中,并依次经过所述竖直测试管线段、圆弧测试管线段和水平测试管线段,以模拟油气开采现场液体流经途径,同时通过所述压力测试系统获得测试管线中的所述液体的压差值,最后通过所述第二主管线流入所述储液系统中,基于所述液体的压力值、压差值和流量值获得所述液体的降阻率。
具体地,所述测试管线包括第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线,所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线均设置有所述竖直测试管线段、圆弧测试管线段、水平测试管线段。
进一步地,所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线的两端均分别与所述第一主管线和第二主管线连接。
进一步地,所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线的内径逐渐增大。
优选地,所述测试管线的圆弧测试管线段的半径的范围设置在400mm~800mm之间。
进一步地,在所述第一主管线上还设置有螺杆泵,所述液体管路摩擦测定装置通过调节所述螺杆泵的转数以调节所述液体管路摩阻测定装置中的所述液体的流量。
进一步地,所述压力测试系统包括压力传感器和差压变送器,所述压力传感器设置在所述第一主管线上,在所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上均设置所述差压变送器,且所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上相应的所述差压变送器通过耐压管线与相应的测试管线连接。
进一步地,在所述储液系统的进液口和出液口处均设置有气动球阀,在所述第一测试管线、所述第二测试管线和第三测试管线的两端均分别设置有所述气动球阀。
进一步地,在所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上的所述差压变送器的两端均分别设置有用于排除相应的测试管线中气泡的放空阀门。
具体地,所述第一主管线和第二主管线的内径设置均为32mm,第一测试管线的内径设置为8mm,第二测试管线的内径设置为10mm,第三测试管线的内径设置为12mm,所述液体为压裂液或者酸液。
进一步地,所述液体管路摩阻测定装置还包括控制与数据采集系统,所述控制与数据采集系统分别与所述气动球阀、放空阀门、螺杆泵、压力传感器、差压变送器和流量测试系统连接。
具体地,所述控制与数据采集系统根据实时采集系统数据并生成实时线速度、实时剪切速率、实时摩阻和实时降阻率,并基于所述实时线速度和实时摩阻进行回归拟合生成预测所测试的所述液体在现场作业时的降阻率,
所述液体在现场作业时的降阻率的表达式为:
FR=62.62αv0.057
其中,FR表示所述液体在现场作业时的降阻率,V表示在现场作业中所述液体的线速度,α表示所述液体管路摩阻测定装置与现场的误差系数。
进一步地,所述流量测试系统包括质量流量计,所述搅拌系统包括搅拌器和驱动所述搅拌器搅拌的电机,所述搅拌器和电机悬设在所述储液系统的上方。
进一步地,所述储液系统还设置有用于将所述储液系统中的废液排出的排污口。
进一步地,所述储液系统包括至少一个储液罐,所述至少一个储液罐中的每一个储液罐均设置有所述进液口、出液口和排污口,所述每一个储液罐的出液口均通过连接管线与所述第一主管线连接,
所述每一个储液罐的进液口均通过所述连接管线与所述第二主管线连接,且所述每一个储液罐的排污口均通过所述排液管线与所述液体管路摩阻测定装置中的储污系统连接。
进一步地,在所述每一个储液罐的上方均设置有所述搅拌系统,所述每一个储液罐的排污口处均设置有球阀。
具体地,所述第一主管线、第二主管线、测试管线、排液管线和所述每一个储液罐均采用哈氏合金材料制成。
根据本发明的另一方面,本发明还提供了一种使用上述的液体管路摩阻测定装置的方法,该方法包括以下步骤:
(1)使所述储液系统中的所述液体进入所述第一主管线,通过所述第一主管线上的压力传感器和所述流量测试系统分别测得所述液体的压力值和流量值;
(2)来自于所述第一主管线的所述液体通过设置在所述测试管线上的与所述第一主管线连接的一端上的气动球阀以选择流入所述测试管线中的第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线中的任一测试管线或者它们的任意组合中;
(3)所述液体在进入所述测试管线后依次流经所述测试管线的竖直测试管线段、圆弧测试管线段和水平测试管线段以模拟油气开采现场所注液体的流经途径,并通过与所述测试管线连接的差压变送器测量所述测试管线两端的液体压差以获得所述液体的压差值;
(4)来自于所述测试管线中的液体通过所述第二主管线流至所述储液系统中;
(5)基于所述液体的压力值、压差值和流量值获得所述液体的降阻率。
本发明提供的技术方案的有益效果是:
(1)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法可在实验室同时模拟现场垂直管路和水平管路的摩阻,保证了管路形状与现场的一致性;
(2)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法采用哈氏合金材质,可同时测试压裂液和酸液摩阻;
(3)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法设置有控制与数据采集系统,使得所测试的结果能够在经过软件处理后利用公式预测被测液体现场作业时的降阻率。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的液体管路摩阻测定装置的结构示意图;
图2是使用本发明的液体管路摩阻测定装置的方法的流程图。
其中,100液体管路摩阻测定装置,10储液系统,11进液口,12出液口,121连接管线,122气动球阀,13排污口,131球阀,14第一储液罐,15第二储液罐,16第三储液罐,20搅拌系统,31第一主管线,32第二主管线,33测试管线,331第一测试管线,332第二测试管线,333第三测试管线,34排液管线,35竖直测试管线段,36圆弧测试管线段,37水平测试管线段,40压力测试系统,41压力传感器,42差压变送器,421耐压管线,422放空阀门,50流量测试系统,60螺杆泵。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1,其示出了根据本发明的一个实施例的液体管路摩阻测定装置100。液体管路摩阻测定装置100包括储液系统10、搅拌系统20、管线系统、压力测试系统40和流量测试系统50。具体地,储液系统10包括进液口11和出液口12;搅拌系统20用于搅拌储液系统10中的液体。管线系统包括依次连接的第一主管线31、测试管线33和第二主管线32,第一主管线31的远离连接测试管线33的一端与出液口12连接,第二主管线32的远离连接测试管线33的一端与进液口11连接,测试管线33包括竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36、水平测试管线段37,以模拟油气开采现场的管线布置;压力测试系统40分别设置在第一主管线31和测试管线33上;流量测试系统50设置在第一主管线31上。
在使用时,液体从储液系统10中流至第一主管线31中,并通过压力测试系统40和流量测试系统50分别获得液体的压力值和流量值,之后流至测试管线33中,并依次经过竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36和水平测试管线段37,以模拟油气开采现场液体流经途径,同时通过压力测试系统40获得测试管线33中的液体的压差值,最后通过第二主管线32流入储液系统10中,基于液体的压力值、压差值和流量值获得液体的降阻率。
在本发明的一个示例中,测试管线33的一端与第一主管线31连接,由此测试管线33与出液口12连通,测试管线33的另一端与第二主管线32连接,从而测试管线与进液口11连通。具体地,第一主管线31和第二主管线32采用内径为32mm的哈氏合金管线。测试管线33包括内径为8mm的第一测试管线331、内径为10mm的第二测试管线332和内径为12mm的第三测试管线333,该第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333的内径数据是源于有效管径模型对实验室数据、现场数据回归拟合处理后所得到的管径数据,在试验中利用上述三种管径进行实验室评价液体降阻率与在现场作业中的液体降阻率的数据符合率大于90%。如图1所示,第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333的两端分别通过第一主管线31和第二主管线32汇流。通过不同内径的测试管线的设置使得液体管路摩阻测定装置可以实现同时测得不同管径中的液体的摩阻,也可以选择其中一种管径、两种不同管径的组合或者多种不同管径的组合对液体摩阻进行测试以获得液体(例如压裂液、酸液等)的降阻率。本领域技术人员可以明白,第一测试管线331、第二测试管线332、第三测试管线333、第一主管线31和第二主管线32的内径大小可以根据实际情况进行相应的调整,还可以根据需要设置第四测试管线、第五测试管线或者第n测试管线,其中n为大于等于1的整数。
在本发明的另一示例中,测试管线33为哈氏合金测试管线,当然本领域技术人员可以明白,测试管线的材质可以根据实际情况选择,例如在试验中采用的液体为酸液,则该测试管线为耐酸材质制成的测试管线,当液体为采用有腐蚀性的试剂时,则该测试管线应当采用耐腐蚀的材质制成的测试管线,当试验中需要耐高压和/或耐高温时,则该测试管线应当采用耐高压和/或耐高温的材质制成的测试管线,本领域技术人员应当根据实际情况的需要进行相应的选择。
如图1所示,第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333均设置有竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36、水平测试管线段37。本领域技术人员可以明白,竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36、水平测试管线段37可以分别为一体成型的管线中的一部分,也可以为三根不同的管线组成,例如圆弧测试管线段可以为一根测试管线中的一部分,也可以是圆弧形的管线与竖直测试管线、水平测试管线彼此连接形成测试管路。本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择。
具体地,竖直测试管线段的长度设置范围在1m~3.5m之间,水平测试管线段37的长度范围设置在1m~5m之间,而连接竖直部分与水平部分的圆弧测试管线段36的半径范围设置在400mm~800mm之间,竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36、水平测试管线段37的长度和圆弧测试管线段36的弧度或者半径可根据现场井形状数据进行相似模拟。通过将测试管线设计为竖直测试管线段、水平测试管线段和圆弧测试管线段以及通过对圆弧测试管线段的半径的设计可以模拟油气开采现场中实际管线的布置情况,以使得测试所获得的测试结果将与现场情况相近、更为吻合。
继续参见图1,压力测试系统40包括压力传感器41和差压变送器42。压力传感器41和差压变送器42均与控制与数据采集系统连接。具体地,压力传感器41的量程为0MPa-2.5MPa,差压变送器42的量程为0MPa-1.5MPa,且压力传感器41和差压变送器42与液体接触部分材质均采用哈氏合金材质。
压力传感器41设置在第一主管线31上,在第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333上均设置差压变送器42,且在第一测试管331、第二测试管线332和第三测试管线333的两端均设置有与液体管路摩阻测定装置100中的控制与数据采集系统(未示出)连接的气动球阀122,差压变送器42的两个测压点分别位于相应的测试管线两端与气动球阀122的连接点附近,换句话说,差压变送器42设置在两端的气动球阀122之间的相应的测试管线上。在本发明的一个示例中,第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333上相应的差压变送器42通过耐压管线421与相应的测试管线33连接,且在每一个差压变送器42的两端均设置有用放空阀门422,可排除测试管线或者测压管线中的气泡,以提高差压变松器42的测压精度。
储液系统10包括彼此并联设置的第一储液罐14、第二储液罐15和第三储液罐16。储液系统10中的每个储液罐与液体接触部分的材质为哈氏合金,当然也可以将储液罐的内腔全部采用哈氏合金制成。储液系统10中储液罐的最大容积为50升,本领域技术人员可以根据需要选择储液罐的容积。第一储液罐14、第二储液罐15和第三储液罐16上均设置有进液口11、出液口12和用于将储液系统10中的废液排出的排污口13。本领域技术人员可以明白储液系统10还可以包括第四储液罐、第五储液罐和第N储液罐,其中N为大于等于1的整数。第四储液罐、第五储液罐和第N储液罐可以与第一储液罐14、第二储液罐15和第三储液罐16的设计相同或者不相同。
在储液系统10中的每一个储液罐的顶部中间均悬设有搅拌系统20中的搅拌器21和用于驱动搅拌器21搅拌的电机22,搅拌器在搅拌时的转速范围设置在100r/min-2000r/min之间,搅拌器的材质为哈氏合金。本领域技术人员可以明白,储液系统10中的储液罐可以设置为1个、5个或者更多个,且每个储液罐上均悬设有搅拌系统20,当然每个储液罐的搅拌器可以采用同一个电机进行驱动,即多对一的方式一进行驱动,当然也可以采用一对一的方式,还可以一对多的方式或者多对多的方式进行驱动和/或搅拌。
在每个储液罐的进液口11和出液口12处均设置有气功球阀122,且排污口13处均设置有球阀131,排污口13通过排液管线34将相应的储液罐中的废液排放至储污系统(未示出)中。排液管线34采用哈氏合金材质制成,且气动球阀122和球阀131均与控制与数据采集系统(未示出)。每个储液罐的出液口12均通过连接管线121与第一主管线31连接,由此每个储液罐均与测试管线33连通。在出液口12处的气动球阀122设置在连接管线121上。在使用时,储液系统10中的液体分别从相应的储液罐的出液口12流出至相应的连接管121中,然后在第一主管线31处汇流。在第一主管线31上从靠近出液口12端开始依次设置有螺杆泵60、压力传感器41和流量测试系统50。螺杆泵60为液体管路摩阻测定装置100中的动力系统,液体管路摩擦测定装置100通过调节螺杆泵60的转数以调节液体管路摩阻测定装置100中的液体的流量。螺杆泵60与液体的接触部分的材质为哈氏合金,螺杆泵60的量程为20L/min~200L/min。流量测试系统50包括质量流量计,当然还可以采用差压式流量计、超声波流量计等,本领域技术人员可以根据实际情况需要选择流量计。质量流量计与液体接触部分材质为哈氏合金,质量流量计量程为0L/min~200L/min。在质量流量计和螺杆泵60之间还可以设置截止阀。截止阀、螺杆泵60和流量测试系统50均与控制与数据采集系统(未示出)连接。
控制与数据采集系统包括控制柜和数据录入装置,控制柜可远程变频控制螺杆泵60,以实现流量控制稳定、准确。还可以远程控制与测试管线33连接的气动球阀122,以实现测试管路的自动切换,例如当需要采用第一测试管线331进行测试时,打开第一测试管线331入口处的气动球阀122,当需要同时使用第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333进行测试时,同时打开第一测试管线331的入口端、第二测试管线332的入口端和第三测试管线333的入口端的启动球阀122。本示例仅是一种说明性示例,本领域技术人员不应当理解为对本发明的一种限制。
实验流体可通过设置在储液系统10的进液口11和出液口12的气动球阀进行相应的远程控制。还可以通过控制与数据采集系统能够实现在线监测系统压力和实施过压保护,且可以远程阀位联锁保护。在进行数据录入时可以实时采集压力传感器、差压变送器和质量流量计的数据并存储于电脑上。气动球阀、放空阀门和球阀与液体接触部分的材质均为哈氏合金。
控制与数据采集系统可以根据实时采集系统数据并生成实时线速度、实时剪切速率、实时摩阻和实时降阻率,基于改进有效管径模型(即φ8mm第一测试管线331、φ10mm第二测试管线332和φ12mm第三测试管线333)对实时线速度和实时摩阻进行回归拟合生成预测降阻率公式FR=62.62αv0.057,并根据该公式预测被测试的液体在现场作业时的降阻率,其中,FR为降阻率,V为现场作业液体线速度,α为液体管路摩阻装置与现场的误差系数,通过该控制与数据采集系统系统处理后,经分析实验室与现场作业的降阻率数据的符合率大于90%。
参见图2,其示出了根据本发明的一个实施例的使用液体管路摩阻测定装置的方法。该方法包括下列步骤:
(1)使储液系统10中的液体进入第一主管线31,通过第一主管线31上的压力传感器41和流量测试系统50分别测得液体的压力值和流量值;
(2)来自于第一主管线31的液体通过设置在测试管线33上的与第一主管线31连接的一端上的气动球阀122以选择流入测试管线33中的第一测试管线331、第二测试管线332和第三测试管线333中的任一测试管线或者它们的任意组合中(例如流入第一、第三测试管线或者第二、第三测试管线或者第一、第二和第三测试管线中);
(3)液体在进入测试管线33后依次流经测试管线的竖直测试管线段35、圆弧测试管线段36和水平测试管线段37以模拟油气开采现场所注液体的流经途径,并通过与测试管线33连接的差压变送器42测量测试管线两端的液体压差以获得液体的压差值;
(4)来自于测试管线33中的液体通过第二主管线32流至储液系统10中;
(5)基于液体的压力值、压差值和流量值获得液体的降阻率。
下面通过详细描述实际操作步骤进一步说明液体管路摩阻测定装置及使用其的方法的结构和原理,实际操作步骤如下:
(1)通电,打开控制与数据采集系统(例如电脑),进入工作程序;开启仪表气源,调节气源压力符合要求(0.45~0.55MPa);检查并通过控制与数据采集系统的操作台按钮或其显示器软件系统使各气动球阀处于关闭状态;
(2)加入已有溶液或制备溶液到储液系统10中;
(3)操作台操作注水开或注油开或注酸开按钮打开与储液系统10的出液口12处的气动球阀,操作台操作进水开或进油开或进酸开按钮打开页储液系统10的进液口11处的气动球阀;
(4)操作台操作开启测试管线33前后的气动球阀,根据需要选用控制与数据采集系统上的8mm管路开、8mm管路关,10mm管路开、10mm管路关,12mm管路开、12mm管路关按钮操作;
(5)控制与数据采集系统中的控制台操作程序选择8mm、10mm、12mm中一条或多条测试管线开始测量;
(6)启动螺杆泵,用控制与数据采集系统中的变频器调节频率,根据试验流量要求调节变频器面板频率使螺杆泵转数达到要求,操作时观察液体管路摩阻测定装置的压力有无异常变化,液体管路摩阻测定装置的压力异常应马上停止试验检查;
(7)实验完成停止螺杆泵;
(8)通过储液系统10的排污口13排出实验废液;
(9)关闭管路、储液系统等的各个阀门,备用;
(10)对所测得的数据处理、保存、记录;
(11)试验完成关闭摩阻仪表气源、摩阻电源。
按照上述步骤,改变测试管线的管径、压裂液排量,能测定不同类型压裂液在不同排量、不同管径下的降阻率。
本发明提供的技术方案的有益效果是:
(1)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法可在实验室同时模拟现场垂直管路和水平管路的摩阻,保证了管路形状与现场的一致性;
(2)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法采用哈氏合金材质,可同时测试压裂液和酸液摩阻;
(3)本发明提供的液体管路摩阻测定装置及使用其的方法设置有控制与数据采集系统,使得所测试的结果能够在经过软件处理后利用公式预测被测液体现场作业时的降阻率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述液体管路摩阻测定装置包括:
储液系统,所述储液系统包括进液口和出液口;
搅拌系统,所述搅拌系统用于搅拌所述储液系统中的液体;
管线系统,所述管线系统包括依次连接的第一主管线、测试管线和第二主管线,所述第一主管线的远离连接测试管线的一端与所述出液口连接,所述第二主管线的远离连接测试管线的一端与所述进液口连接,所述测试管线包括竖直测试管线段、圆弧测试管线段、水平测试管线段,以模拟油气开采现场的管线布置;
压力测试系统,所述压力测试系统分别设置在所述第一主管线和所述测试管线上;
流量测试系统,所述流量测试系统设置在所述第一主管线上;
在使用时,所述液体从所述储液系统中流至所述第一主管线中,并通过所述压力测试系统和所述流量测试系统分别获得所述液体的压力值和流量值,之后流至测试管线中,并依次经过所述竖直测试管线段、圆弧测试管线段和水平测试管线段,以模拟油气开采现场液体流经途径,同时通过所述压力测试系统获得测试管线中的所述液体的压差值,最后通过所述第二主管线流入所述储液系统中,基于所述液体的压力值、压差值和流量值获得所述液体的降阻率;
所述测试管线包括第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线,所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线均设置有所述竖直测试管线段、圆弧测试管线段、水平测试管线段;
在所述第一主管线上还设置有螺杆泵,所述液体管路摩擦测定装置通过调节所述螺杆泵的转数以调节所述液体管路摩阻测定装置中的所述液体的流量;
所述压力测试系统包括压力传感器和差压变送器,所述压力传感器设置在所述第一主管线上,在所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上均设置所述差压变送器,且所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上相应的所述差压变送器通过耐压管线与相应的测试管线连接;
在所述储液系统的进液口和出液口处均设置有气动球阀,在所述第一测试管线、所述第二测试管线和第三测试管线的两端均分别设置有所述气动球阀;
在所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线上的所述差压变送器的两端均分别设置有用于排除相应的测试管线中气泡的放空阀门;
所述第一主管线和第二主管线的内径设置均为32mm,第一测试管线的内径设置为8mm,第二测试管线的内径设置为10mm,第三测试管线的内径设置为12mm,所述液体为压裂液或者酸液;
控制与数据采集系统,所述控制与数据采集系统分别与气动球阀、放空阀门、螺杆泵、压力传感器、差压变送器和所述流量测试系统连接;
所述控制与数据采集系统根据实时采集系统数据并生成实时线速度、实时剪切速率、实时摩阻和实时降阻率,并基于所述实时线速度和实时摩阻进行回归拟合生成预测所测试的所述液体在现场作业时的降阻率,
所述液体在现场作业时的降阻率的表达式为:
FR=62.62αv0.057
其中,FR表示所述液体在现场作业时的降阻率,V表示在现场作业中所述液体的线速度,α表示所述液体管路摩阻测定装置与现场的误差系数。
2.根据权利要求1所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线的两端均分别与所述第一主管线和第二主管线连接。
3.根据权利要求1所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述测试管线的圆弧测试管线段的半径的范围设置在400mm~800mm之间。
4.根据权利要求1所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述流量测试系统包括质量流量计,所述搅拌系统包括搅拌器和驱动所述搅拌器搅拌的电机,所述搅拌器和电机悬设在所述储液系统的上方。
5.根据权利要求4所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述储液系统还设置有用于将所述储液系统中的废液排出的排污口。
6.根据权利要求5所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述储液系统包括至少一个储液罐,所述至少一个储液罐中的每一个储液罐均设置有所述进液口、出液口和排污口,所述每一个储液罐的出液口均通过连接管线与所述第一主管线连接,
所述每一个储液罐的进液口均通过所述连接管线与所述第二主管线连接,且所述每一个储液罐的排污口均通过排液管线与所述液体管路摩阻测定装置中的储污系统连接。
7.根据权利要求6所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
在所述每一个储液罐的上方均设置有所述搅拌系统,所述每一个储液罐的排污口处均设置有球阀。
8.根据权利要求7所述的液体管路摩阻测定装置,其特征在于,
所述第一主管线、第二主管线、测试管线、排液管线和所述每一个储液罐均采用哈氏合金材料制成。
9.一种使用根据权利要求1-8中任一项所述的液体管路摩阻测定装置的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)使所述储液系统中的所述液体进入所述第一主管线,通过所述第一主管线上的压力传感器和所述流量测试系统分别测得所述液体的压力值和流量值;
(2)来自于所述第一主管线的所述液体通过设置在所述测试管线上的与所述第一主管线连接的一端上的气动球阀以选择流入所述测试管线中的第一测试管线、第二测试管线和第三测试管线中的任一测试管线或者它们的任意组合中;
(3)所述液体在进入所述测试管线后依次流经所述测试管线的竖直测试管线段、圆弧测试管线段和水平测试管线段以模拟油气开采现场所注液体的流经途径,并通过与所述测试管线连接的差压变送器测量所述测试管线两端的液体压差以获得所述液体的压差值;
(4)来自于所述测试管线中的液体通过所述第二主管线流至所述储液系统中;
(5)基于所述液体的压力值、压差值和流量值获得所述液体的降阻率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510745616.6A CN106680145B (zh) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510745616.6A CN106680145B (zh) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106680145A CN106680145A (zh) | 2017-05-17 |
CN106680145B true CN106680145B (zh) | 2019-12-06 |
Family
ID=58857971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510745616.6A Active CN106680145B (zh) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | 液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106680145B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112069746B (zh) * | 2020-09-14 | 2023-09-29 | 陕西延长石油(集团)有限责任公司 | 一种虚拟并联等差压法的压裂管柱摩阻测试方法 |
CN115301111A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-11-08 | 吉水金诚新材料加工有限公司 | 搅拌装置及其远程控制系统 |
CN116297159B (zh) * | 2023-03-09 | 2024-02-13 | 海安县石油科研仪器有限公司 | 一种管道摩阻仪 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009042200A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | Conhira Co Ltd | オリフィス流量式インライン粘度センサー |
CN101696925B (zh) * | 2009-10-23 | 2011-07-27 | 西安交通大学 | 一种两相流减阻剂性能的测试装置及测试方法 |
CN201615807U (zh) * | 2010-02-11 | 2010-10-27 | 华南理工大学 | 一种预应力孔道摩阻试验数据实时自动采集装置 |
CN103048243A (zh) * | 2011-10-13 | 2013-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 模拟摩阻测定装置 |
CN103575620B (zh) * | 2012-08-06 | 2016-07-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 测试压裂液降阻率的装置和方法 |
CN203178161U (zh) * | 2013-02-28 | 2013-09-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种压裂液管路摩阻测定装置 |
CN203849930U (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种测试压裂裂缝摩阻的装置 |
-
2015
- 2015-11-05 CN CN201510745616.6A patent/CN106680145B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106680145A (zh) | 2017-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109633117B (zh) | 一种水质在线监测设备的动态质量控制系统 | |
CN108592978B (zh) | 一种油气水多相流在线计量标定校准装置 | |
CN101329245B (zh) | 液体管流阻力检测装置以及减阻剂的减阻效果检测方法 | |
CN203178161U (zh) | 一种压裂液管路摩阻测定装置 | |
CN106680145B (zh) | 液体管路摩阻测定装置及使用其的方法 | |
CN110208500A (zh) | 一种原油管道蜡沉积物清管模拟实验方法 | |
CN107421878B (zh) | 一种模拟连续工况作业的腐蚀实验装置及测试方法 | |
CN112083141B (zh) | 水泥浆/钻井液水化热影响天然气水合物稳定性测试装置 | |
CN105136581A (zh) | 一种多功能致裂模拟测试系统及方法 | |
RU2678712C1 (ru) | Стенд для исследования течения жидкости в трубопроводе | |
CN105716996A (zh) | 一种驱油聚合物管道内溶解工艺参数确定的评价系统 | |
CN209908481U (zh) | 评价暂堵球性能的装置 | |
RU2641337C1 (ru) | Стенд для моделирования процессов течения наклонно-направленных газожидкостных потоков | |
CN109751045B (zh) | 一种溢流井漏监测方法及装置 | |
CN201060149Y (zh) | 液体管流阻力检测装置 | |
CN208383646U (zh) | 一种溶液密度在线检测装置 | |
CN207180949U (zh) | 液体阀门内漏模拟实验装置 | |
CN203685151U (zh) | 一种加热恒温装置 | |
CN210269509U (zh) | 一种多功能减阻剂评价装置 | |
CN110965986B (zh) | 一种油田生产井采出液三相流的测量装置及方法 | |
CN213808033U (zh) | 一种具有流量校准功能的计量泵性能测试装置 | |
CN211008614U (zh) | 一种油田生产井采出液三相流的测量装置 | |
CN211008615U (zh) | 一种油田生产井采出液质量流量的自动测量装置 | |
CN209979413U (zh) | 一种溶气原油蜡沉积测试装置 | |
RU2659747C1 (ru) | Стенд для исследования агентов снижения гидравлического сопротивления при транспортировке нефти или нефтепродуктов по трубопроводу |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |