CN107576592A - 一种管路内流体的流动参数测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管路内流体的流动参数测试系统及测试方法,属于油气田勘探开发技术领域。所述系统包括:储液装置、循环泵、流量计、测量控制装置、多个测试管路、多个第一测试阀门和数字采集处理装置,且所述多个测试管路与所述多个第一测试阀门一一对应。本发明通过将储液装置中的测试液体进行搅拌,消除储液装置内测试液体中的气泡,之后,经储液装置的出液口将测试液体输送至循环泵,经循环泵输送至相应的测试管路进行测试液体流动参数的测试,该过程中的测量控制装置用于实时控制储液装置内的液体搅拌速度以及循环泵的流量,且利用循环泵输送测试液体,使测试液体在测试过程中保持平稳的流量,以保证测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发技术领域,特别涉及一种管路内流体的流动参数测试系统及测试方法。
背景技术
在流体流经管路时,由于流体的粘性在直管段内所产生的粘性切应力将阻止流体的流动,被称为沿程阻力,这种沿程阻力的大小影响输送流体动力的大小和输送流体的末端总能,决定在指定机械设备和管路条件下能否达到指定能量目标。因此,需要对管路流体的流动参数进行测试,确定管路流体流动阻力大小,决策最佳流体输送方案。
目前,主要是在室内按照现场流经管路的流体的含量参数的配比,配制测试液体,并采用流动参数测定装置,对测试液体流经管路时所产生的流动参数进行测试,之后,通过室内测试结果拟合并外推现场流体流经管路时所产生的流动参数。比如,专利公开号CN203178161U公开了一种压裂液管路摩阻测定装置,通过螺杆泵提供动力,利用三根接有压力传感器、温度传感器和液体流量计的不同管径及长度的耐蚀合金管来测试不同粘度不同温度下的压裂液体系摩阻。压力传感器、液体流量计、温度传感器均通过数据采集系统将压差、压力、流量和温度实时传送至计算机,通过计算机上相应的软件计算出压裂液实时的剪切应力、线速度、摩阻等数据,并可以显示流量实时曲线图、压差实时曲线图、摩阻与流量的曲线图、摩阻与线速度的曲线图、线速度与流量的曲线图以及莫狄摩擦系数图,再根据相似准则和拟合关系推出现场流体流经管路所产生的实际摩阻。
油气田勘探开发过程中的措施改造用液体涉及大量高粘、多泡液体,该类液体采用螺杆泵和小管径进行输送时,易产生断流现象,造成测试过程压力波动大,无法取得准确测试结果。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种管路内流体流动参数测试系统及测试方法。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种管路内流体流动参数测试系统,所述系统包括:
配液装置、储液装置、循环泵、流量计、测量控制装置、多个测试管路、多个第一测试阀门和数字采集处理装置,且所述多个测试管路与所述多个第一测试阀门一一对应;
所述配液装置的出液口与所述储液装置的进液口连接,所述配液装置用于配制测试液体,所述储液装置用于储存所述测试液体,并消除所述测试液体中的气泡,所述测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体;
所述储液装置的出液口与所述循环泵连接,所述循环泵与所述多个第一测试阀门分别连接,所述流量计串接在所述循环泵与所述多个第一测试阀门之间,所述多个第一测试阀门与所述多个测试管路对应连接,所述多个测试管路的内径不同、长度相同,且所述多个测试管路位于同一平面,所述流量计用于测量所述循环泵与所述多个第一测试阀门之间流动的流体的流量;
所述配液装置、所述储液装置、所述循环泵均连接所述测量控制装置,所述测量控制装置用于控制所述配液装置和所述储液装置内的液体搅拌速度以及用于控制所述循环泵的流量;
所述测量控制装置还与所述数字采集处理装置连接,所述数字采集处理装置用于测量所述测试液体在所述多个测试管路中的流动参数。
可选地,所述储液装置包括:储液罐、第一电动搅拌机、温度传感器、加热棒、真空泵和空气压缩机;
所述储液罐的进液口与所述配液罐的出液口连接,所述第一电动搅拌机、所述温度传感器和所述加热棒设置在所述储液罐内,所述第一电动搅拌机用于对所述储液罐内的液体进行搅拌,所述加热棒用于对所述储液罐内的液体进行加热,所述温度传感器用于检测所述储液罐内液体的温度;
所述真空泵和所述空气压缩机分别与所述储液罐连接,所述真空泵用于与所述第一电动搅拌机进行配合,以消除所述储液罐内液体的气泡,所述空气压缩机用于调节所述储液罐内的压力,以减小所述测试液体进入所述多个测试管路时与所述多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
可选地,所述循环泵包括安全阀,所述安全阀用于在所述测试系统内的压力达到所述循环泵的额定压力时,进行报警并泄压。
可选地,所述测试系统还包括缓冲罐,所述缓冲罐连接在所述循环泵与所述流量计之间,且所述缓冲罐的体积大于或等于所述多个测试管路中内径最大的测试管路所容纳的流体体积的3倍。
可选地,所述测试系统还包括压差传感器,所述压差传感器的一端与所述多个第一测试阀门的一端连接,所述压差传感器的另一端与所述多个测试管路远离对应第一测试阀门的一端连接。
另一方面,提供了一种管路内流体流动参数测试方法,所述方法包括:
基于已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻、所述现场所用管路的内径、所述现场所用管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定第一摩擦速度,所述第一摩擦速度为所述已知摩阻液体在所述现场所用流量下通过所述现场所用管路的摩擦速度;
确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻;
对于所述多个测试管路中的每个测试管路,基于所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定所述测试管路对应的多个第二摩擦速度,所述多个第二摩擦速度为所述已知摩阻液体在所述多个指定流量下通过所述测试管路的摩擦速度;
从所述多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度中,选择与所述第一摩擦速度相同的第二摩擦速度;
确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,所述测试液体为与待确定的现场所用流体的各个含量参数配比相同的液体;
基于所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定所述测试液体的降阻率;
基于所述测试液体的降阻率和所述已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,确定所述测试液体在所述现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻。
可选地,所述基于所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定所述测试管路对应的多个第二摩擦速度,包括:
对于所述多个指定流量中的每个指定流量,基于所述已知摩阻液体在所述指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,按照如下公式,确定所述测试管路对应的第二摩擦速度;
其中,在所述公式中,vf为所述测试管路对应的第二摩擦速度,所述a为一经验常数,所述d为所述测试管路的内径,所述ΔP为所述已知摩阻液体在所述指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻,所述ρ为所述已知摩阻液体的密度,所述l为所述测试管路的长度。
可选地,所述基于所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定所述测试液体的降阻率,包括:
确定所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻之间的差值;
将确定的差值除以所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,得到所述测试液体的降阻率。
可选地,所述确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻之前,还包括:
按照所述现场所用流体内各个含量参数的配比,通过配液罐配制所述测试液体,并将所述测试液体输送至所述储液罐内;
在所述储液罐的进液口密封的情况下,通过设置在所述储液罐上的真空泵对所述储液罐内的空气进行抽取,在抽取第一指定时长之后,停止所述真空泵,并通过所述储液罐上设置的第一电动搅拌机对所述测试液体进行搅拌,以释放所述测试液体中的气泡;
在搅拌第二指定时长之后,停止所述第一电动搅拌机,并返回所述通过设置在所述储液罐上的真空泵对所述储液罐内的空气进行抽取的步骤,直至对所述储液罐内的空气抽取指定次数为止。
可选地,所述确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻之前,还包括:
启动设置在储液罐上的空气压缩机,以通过所述空气压缩机调节所述储液罐内的压力,以减小所述测试液体进入所述多个测试管路时与所述多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
当测试液体在配液装置中完成配制后,通过配液装置的出液口将该测试液体输送至储液装置内,由于测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体,且现场所用液体一般为高粘多泡液体,因此,该储液装置需要对该测试液体进行搅拌,以将该测试液体中的气泡消除,当储液装置内测试液体中的气泡被消除后,经储液装置的出液口将测试液体输送至循环泵,经循环泵输送至相应的测试管路进行测试液体流动参数的测试。该过程中与配液装置、储液装置、循环泵连接的测量控制装置可以实时控制配液装置和储液装置内的液体搅拌速度以及循环泵的流量,经过测量控制装置的实时调节能保证测试液体维持在实验需要的参数范围内,从而提高了测试的效率和测试结果的准确性。且由于该循环泵具有无工作脉冲的特性,所以利用该循环泵输送测试液体,使测试液体在测试过程中保持平稳的流量,以保证测试结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试系统结构示意图。
图2是本发明实施例二提供的一种管路内流体的流动参数测试系统结构示意图。
图3是本发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试系统的配液装置的结构示意图。
图4是本发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试系统的储液装置的结构示意图。
图5本发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试系统的多个测试管路以及对应的多个第一测试阀门的结构示意图。
图6发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试系统的结构示意图。
图7发明实施例一提供的一种管路内流体的流动参数测试方法的流程图。
附图标记:
1:配液装置,2:储液装置,3:循环泵,4:流量计,5:测量控制装置,6:多个测试管路,7:多个第一测试阀门,8:数字采集处理装置,9:第一阀门;
10:吸液泵,11:压差传感器,12:多个第二测试阀门,13:缓冲罐,14:第二阀门;
101:配液罐,102:第二电动搅拌机,103:进料口,104:放空阀;
201:储液罐,202:第一电动搅拌机,203:温度传感器,204:加热棒,205:真空泵,206:空气压缩机,207:进液口,208:排空阀;
700:第一测试阀门,701:第二测试阀门,702:第一测试阀门,703:第二测试阀门,704:第一测试阀门,705:第二测试阀门;
601:第一测试管路,602:第二测试管路,603:第三测试管路。
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。
本发明实施例提供了一种管路内流体的流动参数测试系统,参见图1,该系统包括:配液装置1、储液装置2、循环泵3、流量计4、测量控制装置5、多个测试管路6、多个第一测试阀门7和数字采集处理装置8,且该多个测试管路6与该多个第一测试阀门7一一对应;
该配液装置1的出液口与该储液装置2的进液口连接,该配液装置1用于配制测试液体,该储液装置2用于储存该测试液体,并消除该测试液体中的气泡,该测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体;
该储液装置2的出液口与该循环泵3连接,该循环泵3与该多个第一测试阀门7分别连接,该流量计4串接在该循环泵3与该多个第一测试阀门7之间,该多个第一测试阀门7与该多个测试管路6对应连接,该多个测试管路6的内径不同、长度相同,且该多个测试管路6位于同一平面,该流量计4用于测量该循环泵3与该多个第一测试阀门7之间流动的流体的流量;
该配液装置1、该储液装置2、该循环泵3均连接该测量控制装置5,该测量控制装置5用于控制该配液装置1和该储液装置2内的液体搅拌速度以及用于控制该循环泵3的流量;
该测量控制装置5还与该数字采集处理装置8连接,该数字采集处理装置8用于测量该测试液体在该多个测试管路6中的流动参数。
当测试液体在配液装置1中完成配制后,通过配液装置1的出液口将该测试液体输送至储液装置2内,由于测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体,且现场所用液体一般为高粘多泡液体,因此,该储液装置需要对该测试液体进行搅拌,以将该测试液体中的气泡消除,当储液装置2内测试液体中的气泡被消除后,经储液装置2的出液口将测试液体输送至循环泵3,经循环泵输3送至相应的测试管路6进行测试液体流动参数的测试。该过程中与配液装置1、储液装置2、循环泵3连接的测量控制装置5可以实时控制配液装置1和储液装置2内的液体搅拌速度以及循环泵3的流量,经过测量控制装置的实时调节能保证测试液体维持在实验需要的参数范围内,从而提高了测试的效率和测试结果的准确性。且由于该循环泵具有无工作脉冲的特性,所以利用该循环泵输送测试液体,使测试液体在测试过程中保持平稳的流量,以保证测试结果的准确性。
另外,当测试液体通过多个第一测试阀门7进入与多个第一测试阀门7相对应的测试管路6时,多个测试管路6两端连接的数字采集处理装置8将实时采集该测试液体在该多个测试管路6中的流动参数,并将采集的数据经过处理生成摩阻、摩擦速度,且将测试结果实时显示在液晶显示屏上,便于实时观测流动参数随时间的变化,确定最佳的实验时间。
其中,配液装置1的出液口与该储液装置2的进液口进行连接时,在一种可能的实现方式中,可以通过连接管线直接将配液装置1的出液口与该储液装置2的进液口连接。在另一种可能的实现方式中,为了提高测试液体进入储液装置2的速率,还可以通过吸液泵和第一阀门将配液装置1的出液口与该储液装置2的进液口连接,也即是,配液装置1的出液口可以与第一阀门的一端连接,该第一阀门的另一端可以与吸液泵连接,该吸液泵再与储液装置2的进液口连接,比如参见图2所示,在配液装置1的出液口可以与第一阀门9的一端连接,该第一阀门9的另一端可以与吸液泵10连接,该吸液泵10再与储液装置2的进液口连接。
其中,测量控制装置5还与该数字采集处理装置8连接,该数字采集处理装置8用于测量该测试液体在该多个测试管路6中的流动参数,该流动参数包括流量、摩阻、摩擦速度和降阻率,且该数字采集处理装置8还可以将流量与时间、摩阻与流量、流量与摩擦速度的对应关系显示在该数字采集处理装置8自带的液晶显示屏上,以便实时观测各参数随时间的变化,确定最佳的实验时间。
另外,该循环泵3中还可以带有安全阀,该安全阀用于在该测试系统内的压力超过设定压力或达到该循环泵3的额定压力时,该安全阀会自动报警并泄压,提高了整套测试系统的安全性。
再者,为了通过不同管径来对测试液体的流动参数进行测试,该多个测试管路6的内径可以不同,但是为了避免测试液体的流动参数受管路长度的影响,该多个测试管路6的长度需要保持相同,并且为了消除高程差对测试液体流动参数的影响,该多个测试管路6需要位于同一平面。
其中,由于测量控制装置5分别与循环泵3和流量计4连接,因此,当流量计4采集到该测试液体中的流量后,可以将该流量传送给测量控制装置5,测量控制装置5可以将该流量与预先设置的流量范围进行比较,如果采集的流量小于预先设置的流量范围的下限,则通过该测量控制装置5调节循环泵3,以增大测试液体的流量,如果采集的流量大于预先设置的流量范围的上限,则通过该测量控制装置5调节循环泵3,以减少测试液体的流量,如果采集的流量正好在预先设置的流量范围内,则执行后续测量测试液体流动参数的步骤。
进一步地,参照图3,配液装置1包括:配液罐101、第二电动搅拌机102、进料口103、放空阀104;
其中,第二电动搅拌机102设置在配液罐101内,进料口103设置在配液罐101的上端,放空阀104设置在配液罐101的下端,且该配液罐101用于配制测试液体,且该配液罐101侧壁带有刻度尺,能够满足不同容量测试液体的配置。
另外,当对配液罐完成清洗后,先将定量清水经进料口103送入配液罐101内时,再按照相应的配制要求加入需配测试液体的材料以及添加剂,当完成需配测试液体的材料以及添加剂的添加后,启动第二电动搅拌机102,低速搅拌该测试液体,溶解固态添加剂,防止粉末状固体粘结在壁面上,当测试液体经电动搅拌机搅拌均匀后,经配液罐101的出液口输送至储液装置2内。
其中,该第二电动搅拌机102的型号可以为:JB25-C、JB200-D等等,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,添加剂可以为清净剂、抗氧抗腐剂、金属钝化剂等等,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,在对配液罐101进行清洗时,可以通过配液罐101上端的进料口103添加清水,通过第二电动搅拌机102的搅拌,以对配液罐101进行清洗,在清洗完成时,可以调节放空阀104,以将清洗后的水排出。
进一步地,参照图4,该储液装置2包括:储液罐201、第一电动搅拌机202、温度传感器203、加热棒204、真空泵205、空气压缩机206、进液口207和排空阀208;
储液罐201的进液口207与该配液罐101的出液口连接,第一电动搅拌机202、温度传感器203和加热棒204设置在该储液罐201内,第一电动搅拌机202用于对该储液罐201内的液体进行搅拌,该加热棒204用于对储液罐201内的液体进行加热,温度传感器203用于检测该储液罐201内液体的温度;
真空泵205和空气压缩机206分别与该储液罐201连接,该真空泵205用于与该第一电动搅拌机202进行配合,以消除该储液罐201内测试液体的气泡,该空气压缩机206用于调节储液罐201内的压力,以减小测试液体进入该多个测试管路6时与该多个测试管路6的入口之间的静摩擦力。
其中,当测试液体进入储液罐201内时,拧紧储液罐201上端进液口207的密封盖之后,启动真空泵205,以抽取储液罐201内的空气,当真空泵205运行第一指定时长后,停止真空泵205,启动第一电动搅拌机202,以对储液罐201内的测试液体进行搅拌来释放测试液体中的气泡,当第一电动搅拌机202运行第一指定时长后,停止第一电动搅拌机202,再次启动真空泵205,执行对储液罐201内的空气进行抽取的步骤,直至对该储液罐201内的空气抽取指定次数为止,当该储液罐201内的空气抽取指定次数后,可以确定已消除测试液体中的气泡,启动空气压缩机206,使测试液体进入循环泵3。
需要说明的是,由于测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体,且现场所用液体一般为高粘多泡液体,且该高粘多泡液体中的气泡会影响测试结果的准确性,所以启动该真空泵205,并与该第一电动搅拌机202进行配合,以消除该储液罐201内测试液体中的气泡。
需要说明的是,该第一指定时长可以是预先设置于真空泵205中,也可以是由测试人员通过观测时间来确定是否达到第一指定时长。比如该第一指定时长可以为3分钟、5分钟、7分钟等等,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,停止该真空泵205的方法可以是当该真空泵205检测到启动指令后,真空泵25内计时器开始计时,当计时达到第一指定时长时,该真空泵205自动停止工作;也可以是当真空泵205启动后,由测试人员手动计时,当计时时间达到第一指定时长时,由测试人员手动停止该真空泵205。当然在实际应用中,还可以通过其他方式停止该真空泵205,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,启动指令用于启动该真空泵205,且该启动指令可以通过指定操作触发,该指定操作可以为点击该真空泵205上的启动按钮、也可以通过遥控器遥控启动,当然在实际应用中,还可以通过其他方式启动该真空泵205,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,第二指定时长可以是预先设置于第一电动搅拌机202中,也可以是由测试人员通过观测时间来确定是否达到第一指定时长。比如该第二指定时长可以为5分钟、8分钟、10分钟等等,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,停止该第一电动搅拌机202的操作与停止该真空泵205的操作类似,本发明对此不再详细阐述。
值得注意的是,该指定次数可以是预先设置于第一电动搅拌机202和真空泵205中,也可以是由测试人员通过观测开启和关闭真空泵205或第一电动搅拌机202的次数来确定是否达到指定次数。比如该指定次数可以为8次、9次等等,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,真空泵205为利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备,利用真空泵能排出储液罐201内液体的气泡,且该真空泵的型号可以为MSV-88、MSV-100、MSV-140、MSV-200等等,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,空气压缩机206是一种用于压缩气体的设备,是将原动(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置。由于高粘性的测试液体进入小管径管口时会产生较高的静摩擦力,且该静摩擦力会影响测试液体的流量不稳定,从而影响测试液体流动参数的测试,因此,利用空气压缩机206可以帮助循环泵3克服高粘性的测试液体进入小管径管口时产生的较高静摩擦力,达到准确测量高粘测试液体流动参数的目的,且该空气压缩机206可以为活塞式空气压缩机,回转式空气压缩机、滑片式空气压缩机等等,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,储液装置2中设置的温度传感器203可以实时监测储液罐8内液体的温度,从而便于控制流体流动参数。
另外,测量控制装置5连接配液装置1内的第二电动搅拌机102、储液装置2内的第一电动搅拌机202、温度传感器203和加热棒204,因此,该测量控制装置5可以控制储液罐201、配液罐101内的搅拌速度、储液罐201内液体的温度。
进一步地,测量控制装置5分别与第二电动搅拌机102和第一电动搅拌机202连接,当采集到第二电动搅拌机102、第一电动搅拌机202的搅拌速率之后,与测量控制装置5内预先设置的搅拌速率范围进行比较,如果采集的搅拌速率小于预先设置的搅拌速率范围的下限,则通过该测量控制装置5控制第一电动搅拌机202和第二电动搅拌机102的搅拌速率增大,如果采集的搅拌速率大于预先设置的搅拌速率范围的上限,则通过该测量控制装置5控制第二电动搅拌机102和第一电动搅拌机202的搅拌速率减小,如果采集的搅拌速率正好在预先设置的搅拌速率范围内,则执行后续测试流体流动参数的步骤。
其中,由于测量控制装置5分别与温度传感器203和加热棒204连接,因此,当温度传感器203采集到储液罐内测试液体的液体温度之后,将该液体温度传送给测量控制装置5,当测量控制装置5接收到温度传感器203传送的液体温度之后,可以将该液体温度与测量控制装置5内预先设置的温度范围进行比较,如果该液体温度小于预先设置的温度范围的下限,则通过该测量控制装置5调节加热棒204,以增大对测试液体的加热温度,如果该液体温度大于预先设置的温度范围的上限,则通过该测量控制装置5调节加热棒204,以减小对测试液体的加热温度,如果该液体温度正好在预先设置的温度范围内,则执行后续测试流体流动参数的步骤。
测试液体在储液罐201内经过真空泵205和第一电动搅拌机202的配合消除了测试液体中的气泡,且通过与测量控制装置5相连接的第一电动搅拌机202实时调节第一电动搅拌机202的搅拌速率,通过温度传感器203将采集的温度传给与温度传感器203连接的测量控制装置5,测量控制装置5经过与预先设置的温度范围比较之后,控制与测量控制装置5连接的加热棒204,使加热棒204调节对测试液体的加热温度,经过测量控制装置5的实时调节能保证测试液体维持在实验需要的参数范围内,从而提高了测试的效率和测试结果的准确性。
可选地,参照图5,该多个第一测试阀门7与该多个测试管路6对应连接,该多个测试管路6的内径不同、长度相同,且该多个测试管路6位于同一平面,比如,该多个第一测试阀门7包括:第一测试阀门700、第一测试阀门702、第一测试阀门704,相应地,该多个测试管路6包括:第一测试管路601、第二测试管路602、第三测试管路603,为了灵活选取任意一条支路,进行不同管径流体流动参数测试,在多个第一测试阀门7的对应端还设有多个第二测试阀门12,比如,该多个第二测试阀门12包括:第二测试阀门701、第二测试阀门703、第二测试阀门705,且在该多个第一测试阀门7的两端还连接着压差传感器11,也即是,该压差传感器11的一端与多个第一测试阀门7和数字采集处理装置8的一端连接,该压差传感器11的另一端与多个第二测试阀门12和数字采集处理装置8的另一端连接。
需要说明的是,在本发明实施例中,不管是清水还是测试液体,都是从循环泵一侧通过多个测试管路循环流向储液装置2中,因此,多个第一测试阀门7可以实现从多个测试管路6中选择需要进行测试的管路,也即是,在多个测试管路远离多个第一测试阀门的一端可以分别设有第二测试阀门701、第二测试阀门703、第二测试阀门705,也可以不设有第二测试阀门701、第二测试阀门703、第二测试阀门705,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,当测试液体流经流量计3后,选择打开需要测试的测试管路两端的阀门使测试液体进入该测试管路,压差传感器11将采集该测试管路两端的压力、压差实时传送给数字采集数字装置8,便于数字采集处理装置8实时显示压差与时间、压力与时间的对应关系。且测试液体通过储液罐2上的进液口进入储液罐2内,使液体循环利用。
例如,打开第一测试阀门700、第二测试阀门701,测试液体经流量计3后经第一测试阀门700进入第一测试管路601,当第一测试管路601完成测试液体的测试参数之后,关闭第一测试阀门700和第二测试阀门701,开启所要测试管路两端的阀门,进行当前开启测试管路的测试液体的参数测试。
其中,第一测试管路601的内径为4mm(毫米)、第二测试管路602的内径为8mm、第三测试管路603的内径为16mm、且三条测试管路的长度均为7m(米),且三条测试管路应保持水平,以消除高程差对测得摩阻压降的影响。
需要说明的是,本发明实施例仅以第一测试管路601的内径为4mm、第二测试管路602的内径为8mm、第三测试管路603的内径为16mm、且三条测试管路的长度均为7m为例进行说明,实际应用中,该多个测试管路6的内径和长度还可以为其他数值,只需保证该多个测试管路6的内径不同、长度相同,以实现不同管径内流体的流动参数的测试即可,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,压差传感器11用于检测该多个测试管路两端的压力及压差,且压差传感器11承压能力大于10MPa。
需要说明的是,本发明实施例仅以该压差传感器11承压能力大于10MPa为例进行说明,实际应用中,该压差传感器11承压能力还可以为其他数值,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,数字采集处理装置中对应第一测试管路601的压力表精度为0.001MPa,第二测试管路602、第三测试管路603的压力表精度均为0.01kPa,该压力表精度能够满足不同大小压力的测量,提高测量数据的准确性。
需要说明的是,本发明实施例仅以第一测试管路601的压力表精度为0.001MPa,第二测试管路602、第三测试管路603的压力表精度均为0.01kPa为例进行说明,实际应用中,该相应测试管路的压力表精度还可以为其他数值,本发明实施例对此不做具体限定。
进一步地,参照图6,该测试系统还可以包括缓冲罐13,该缓冲罐13串接在该循环泵3与该流量计4之间,且该缓冲罐13的体积大于或等于该多个测试管路6中内径最大的测试管路所容纳的流体体积的3倍,且该缓冲罐13使经过循环泵3后的流体进行一个缓冲,能够进一步地控制管路中流体流量的稳定。
其中,利用空气压缩机206帮助循环泵使测试液体进入测试管路时,空气压缩机会使测试系统的压力变大,利用缓冲罐13进一步稳定测试系统压力,使测试系统工作更平稳,从而使得测试液体的流量更稳定。且为了保证在测试过程中测试液体在测试管路中保持充盈状态,该缓冲罐13的体积大于或等于该多个测试管路6中内径最大的测试管路所容纳的流体体积的3倍。
需要说明的是,本发明实施例仅以该缓冲罐13的体积大于或等于该多个测试管路6中内径最大的测试管路所容纳的流体体积的3倍,当然在实际应用中,该缓冲罐13的体积可以为其他数值。
其中,为了使测试液体可以循环利用,将该多个第二测试阀门12与该储液罐上端的进液口207连接,使测试液体经储液罐201上端的进液口207进入储液罐内,方便另一条测试管路的测试液体流动参数的测量。
需要说明的是,该储液罐201上端的进液口207与多个第二测试阀门12进行连接时,在一种可能的实现方式中,可以通过连接管线直接将储液罐201上端的进液口207与多个第二测试阀门12进行连接。在另一种可能的实现方式中,为了方便控制测试液体进入储液罐201,还可以通过第二阀门14将储液罐201上端的进液口207与多个第二测试阀门12进行连接,也即是,多个第二测试阀门12的出液口可以与第八阀门的一端连接,该第八阀门的另一端再与储液罐201上端的进液口207连接,比如参见图6所示,多个第二测试阀门12的出液口可以与第八阀门14的一端连接,该第八阀门14的另一端再与储液罐201上端的进液口207连接。
当测试液体在配液装置中完成配制后,通过配液装置的出液口将该测试液体输送至储液装置内,由于测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体,且现场所用液体一般为高粘多泡液体,因此,该储液装置需要对该测试液体进行搅拌,以将该测试液体中的气泡消除,当储液装置内测试液体中的气泡被消除后,经储液装置的出液口将测试液体输送至循环泵,经循环泵输送至相应的测试管路进行测试液体流动参数的测试。该过程中与配液装置、储液装置、循环泵连接的测量控制装置可以实时控制配液装置和储液装置内的液体搅拌速度以及循环泵的流量,经过测量控制装置的实时调节能保证测试液体维持在实验需要的参数范围内,从而提高了测试的效率和测试结果的准确性。且由于该循环泵具有无工作脉冲的特性,所以利用该循环泵输送测试液体,使测试液体在测试过程中保持平稳的流量,以保证测试结果的准确性。另外,当测试液体通过多个第一测试阀门进入与多个第一测试阀门相对应的测试管路时,多个测试管路两端连接的数字采集处理装置将实时采集该测试液体在该多个测试管路中的流动参数,并将采集的数据经过处理生成摩阻、摩擦速度,且将测试结果实时显示在液晶显示屏上,便于实时观测流动参数随时间的变化,确定最佳的实验时间。
本发明实施例提供了一种管路内流体流动参数测试方法,参见图2,该方法包括:
步骤201:基于已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻、该现场所用管路的内径、该现场所用管路的长度和该已知摩阻液体的密度,确定第一摩擦速度,该第一摩擦速度为该已知摩阻液体在该现场所用流量下通过该现场所用管路的摩擦速度。
由于流体流动参数的测试是衡量流体是否能输送到目的地的关键指标,而目前流体流动参数的测试,主要是在室内按照现场流经管路的流体的含量参数的配比,配制测试液体,并采用流动参数测定装置,对测试液体流经管路时所产生的流动参数进行测试,之后,通过室内测试结果拟合并外推现场流体流经管路时所产生的流动参数,该拟合并外推现场流体流经管路时所产生的流动参数的准确性不高,所以本发明实施例,通过确定已知摩阻液体在该现场所用流量下通过该现场所用管路的摩擦速度,基于该已知摩阻液体在该现场所用流量下通过该现场所用管路的摩擦速度,在室内测试测试液体的降阻率,从而确定测试液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻。
其中,基于已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻、该现场所用管路的内径、该现场所用管路的长度和该已知摩阻液体的密度,可以按照如下公式(1),确定第一摩擦速度。
另外,在该公式中(1),为该第一摩擦速度,该a为一经验常数,该d1为该现场所用管路的内径,该ΔP1为该已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,该ρ为该已知摩阻液体的密度,该l1为该现场所用管路的长度。
另外,ρ是根据密度检测设备检测已知摩阻液体的密度检测得到的。
需要说明的是,该密度检测设备可以为密度计、也可以为密度检测仪等等,本发明实施例对此不做具体限定。
步骤202:确定该已知摩阻液体在多个指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻。
其中,为了提高测量测试液体流动参数的准确性,实验前用清水清洗整个实验过程中用到的所有通道,保证整个测试系统无污染。
需要说明的是,所有通道为配液装置、储液装置、循环泵、流量计、测量控制装置、多个测试管路、多个测试阀门和数字采集处理装置以及连接管线。
其中,多个指定流量预先设置在测量控制装置中的流量范围内,且该多个指定流量是根据数字采集处理装置中设定的时间间隔采集得到,该多个指定流量用于数字采集处理装置计算在该多个指定流量下每个测试管路所产生的摩阻。
需要说明的是,该时间间隔可以为10s(秒)、20s、35s、1min(分钟),本发明实施例对此不做具体限定。
另外,通过选择与多个测试管路对应连接的多个第一测试阀门可以确定测试液体在该多个指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻。
其中,该多个测试阀门与该多个测试管路对应连接,该多个测试管路的内径不同、长度相同,且该多个测试管路位于同一平面,比如,该多个第一测试阀门包括:第一测试阀门1、第一测试阀门2、第一测试阀门3,相应地,该多个测试管路包括:测试管路1、测试管路2、测试管路3,为了灵活选取任意一条支路,进行不同管径流体流动参数测试,在多个测试阀门的对应端还设有多个第二测试阀门,比如,该多个第二测试阀门包括:第二测试阀门4、第二测试阀门5、第二测试阀门6。
需要说明的是,在本发明实施例中,不管是现场流量和管径条件下已知摩阻液体还是测试液体,都是从循环泵一侧通过多个测试管路循环流向储液装置中,因此,多个第一测试阀门可以实现从多个测试管路中选择需要进行测试的管路,也即是,在多个测试管路远离多个第一测试阀门的一端可以分别设有第二测试阀门4、第二测试阀门5、第二测试阀门6,也可以不设有第二测试阀门4、第二测试阀门5、第二测试阀门6,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,确定已知摩阻液体在多个指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻,包括:对于该多个指定流量中的每个指定流量,确定已知摩阻液体在该指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路两端的压差,将确定的压差确定为该已知摩阻液体在该指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻。
另外,确定已知摩阻液体在多个指定流量下通过该多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻之前,还包括以下步骤(1)-(4):
(1)、按照该现场所用流体内各个含量参数的配比,通过配液罐配制该测试液体,并将该测试液体输送至该储液罐内。
当对配液罐完成清洗后,先将定量清水送入配液罐内时,启动第二电动搅拌机,再按照相应的配制要求加入需配测试液体的材料以及添加剂,当完成需配测试液体的材料以及添加剂的添加后,当测试液体经电动搅拌机搅拌均匀后,经配液罐的出液口输送至储液罐内。
其中,将该测试液体输送至该储液罐内时,在一种可能的实现方式中,通过配液罐的出液口与该储液罐的进液口连接,使测试液体的经配液罐的出液口输送至储液罐内。在另一种可能的实现方式中,为了提高液体进入储液罐的速率,还可以通过吸液泵和第一阀门将配液罐的出液口与该储液罐的进液口连接,从而使测试液体经第一阀门和吸液泵输送至该储液罐内
(2)、当测试液体输送至该储液罐内时,在该储液罐的进液口密封的情况下,通过设置在该储液罐上的真空泵对所该储液罐内的空气进行抽取,在抽取第一指定时长之后,停止该真空泵,并通过该储液罐上设置的第一电动搅拌机对该测试液体进行搅拌,以释放该测试液体中的气泡。
(3)、在第一电动搅拌机搅拌第二指定时长之后,停止该第一电动搅拌机,并返回该通过设置在该储液罐上的真空泵对该储液罐内的空气进行抽取的步骤,直至对该储液罐内的空气抽取指定次数为止。
其中,当配液罐里的测试液体通过吸液泵进入储液罐内时,通过拧紧储液罐进液口上的密封盖,使该储液罐的进液口密封,便于真空泵和第一电动搅拌机的配合排除测试液体中的气泡。
需要说明的是,通过设置在该储液罐上的真空泵对所该储液罐内的空气进行抽取,在抽取第一指定时长之后,停止该真空泵,该第一指定时长可以是预先设置于真空泵中,也可以是由测试人员通过观测时间来确定是否达到第一指定时长。比如该第一指定时长可以为3分钟、5分钟、7分钟等等,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,停止该真空泵的方法可以是当该真空泵检测到启动指令后,真空泵内计时器开始计时,当计时达到第一指定时长时,该真空泵自动停止工作;也可以是当真空泵启动后,由测试人员手动计时,当计时时间达到第一指定时长时,由测试人员手动停止该真空泵。当然在实际应用中,还可以通过其他方式停止该真空泵,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,启动指令用于启动该真空泵,且该启动指令可以通过指定操作触发,该指定操作可以为点击该真空泵上的启动按钮、也可以通过遥控器遥控启动,当然在实际应用中,还可以通过其他方式启动该真空泵,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,第二指定时长可以是预先设置于第一电动搅拌机中,也可以是由测试人员通过观测时间来确定是否达到第二指定时长。比如该第二指定时长可以为5分钟、8分钟、10分钟等等,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,停止该第一电动搅拌机的操作与停止该真空泵的操作类似,本发明对此不再详细阐述。
值得注意的是,该指定次数可以是预先设置于第一电动搅拌机和真空泵中,也可以是由测试人员通过观测开启和关闭真空泵或第一电动搅拌机的次数来确定是否达到指定次数。比如该指定次数可以为8次、10次等等,本发明实施例对此不做具体限定。
需要说明的是,真空泵为利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备,利用真空泵能排出储液装置内液体的气泡,且该真空泵的型号可以为MSV-88、MSV-100、MSV-140、MSV-200等等,本发明实施例对此不做具体限定。
(4)、启动设置在储液装置上的空气压缩机,以通过该空气压缩机调节该储液装置内的压力,以减小该测试液体进入该多个测试管路时与该多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
其中,由于测试管路的管径小会导致测试液体进入测试管路时的静摩擦力比较大,储液装置上的空气压缩机能够将空气压缩后给测试液体提供动力,从而减小了该测试液体进入该多个测试管路时与该多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
需要说明的是,启动设置在储液装置上的空气压缩机可以是测试人员通过指定操作启动,该指定操作可以为点击空气压缩机上的启动按钮,也可以是旋转空气压缩机上的启动按钮、或者通过遥控器遥控启动等等,本发明实施例对此不做具体限定。
另外,空气压缩机是一种用于压缩气体的设备,是将原动(通常是电动机)的机械能转换成气体压力能的装置。由于高粘性的测试液体进入小管径管口时会产生较高的静摩擦力,且该静摩擦力会影响测试液体的流量不稳定,从而影响测试液体流动参数的测试,因此,利用空气压缩机可以克服高粘性的测试液体进入小管径管口时产生的较高静摩擦力,达到准确测量高粘测试液体流动参数的目的,且该空气压缩机可以为活塞式空气压缩机,回转式空气压缩机、滑片式空气压缩机等等,本发明实施例对此不做具体限定。
步骤203:对于该多个测试管路中的每个测试管路,基于该已知摩阻液体在多个指定流量下通过该测试管路所产生的摩阻、该测试管路的内径、该测试管路的长度和该已知摩阻液体的密度,确定该测试管路对应的多个第二摩擦速度,该多个第二摩擦速度为该已知摩阻液体在该多个指定流量下通过该测试管路的摩擦速度。
其中,基于该已知摩阻液体在多个指定流量下通过该测试管路所产生的摩阻、该测试管路的内径、该测试管路的长度和该已知摩阻液体的密度,确定该测试管路对应的多个第二摩擦速度,包括:
对于该多个指定流量中的每个指定流量,基于该已知摩阻液体在该指定流量下通过该测试管路所产生的摩阻、该测试管路的内径、该测试管路的长度和该已知摩阻液体的密度,按照如下公式(2),确定该测试管路对应的第二摩擦速度;
其中,在该公式中,为该测试管路对应的第二摩擦速度,该a为一经验常数,该d2为该测试管路的内径,该ΔP2为该已知摩阻液体在该指定流量下通过该测试管路所产生的摩阻,该ρ为该已知摩阻液体的密度,该l2为该测试管路的长度。
步骤204:从该多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度中,选择与该第一摩擦速度相同的第二摩擦速度。
由于该已知摩阻液体在多个指定流量下通过该测试管路所产生的摩阻有多个,所以该多个测试管路中每个测试管路对应的摩擦速度有多个。
比如,第一摩擦速度为0.52m/s,该多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度可以如下表1所示,也即是,当确定第一摩擦速度为0.52m/s为0.52m/s、从多个第二摩擦速度中选择0.52m/s的第二摩擦速度。
表1
需要说明的是,在本发明实施例中,仅以上述表1所示的多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度为例进行说明,上述表1并不对本发明实施例构成限定。
步骤205:确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,该测试液体为与待确定的现场所用流体的各个含量参数配比相同的液体。
其中,测试液体内各个含量参数的配比为配制该测试液体时每个参数的含量百分比,比如,测试液体内各个含量参数的配比可以为碳—84%,氢—14%,硫—1到3%(硫化氢、硫化物、二硫化物和单质硫),氮——低于1%(带胺基的碱性化合物),金属——低于1%(镍、铁、钒、铜、砷),盐类——低于1%等等,本发明不做具体限定。
需要说明的是,本发明实施例仅以上述各个含量参数的配比为例进行说明,实际应用中,当现场所用液体不同时,各个含量参数的配比也不同,本发明实施例对此不做具体限定。
其中,在确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻时,可以确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量下,通过选择的第二摩擦速度对应的测试管路两端的压差,将该压差确定为该测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻。
步骤206:基于该已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和该测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定该测试液体的降阻率。
具体地,确定该已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和该测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻之间的差值;将确定的差值除以该已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,得到该测试液体的降阻率。
步骤207:基于该测试液体的降阻率和该已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,确定该测试液体在该现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻。
具体地,确定该测试液体的降阻率和该已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻之间的乘积;将现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻减去确定的乘积,得到该测试液体在该现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻。
本发明实施例中,确定第一摩擦速度和该多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度,从该多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度中,选择与该第一摩擦速度相同的第二摩擦速度,确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,基于该已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和该测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定该测试液体的降阻率,基于该测试液体的降阻率和该已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,确定该测试液体在该现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,通过选择与第一摩擦速度相同的第二摩擦速度,将室内测试液体的降阻率和测试液体通过现场所用管路时的降阻率对应起来,从而提高了通过室内流体流动参数测试结果外推现场流体流动参数测试结果的贴合性。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上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 (10)
1.一种管路内流体的流动参数测试系统,其特征在于,所述系统包括:配液装置、储液装置、循环泵、流量计、测量控制装置、多个测试管路、多个第一测试阀门和数字采集处理装置,且所述多个测试管路与所述多个第一测试阀门一一对应;
所述配液装置的出液口与所述储液装置的进液口连接,所述配液装置用于配制测试液体,所述储液装置用于储存所述测试液体,并消除所述测试液体中的气泡,所述测试液体为与待确定的现场所用流体的含量参数配比相同的液体;
所述储液装置的出液口与所述循环泵连接,所述循环泵与所述多个第一测试阀门分别连接,所述流量计串接在所述循环泵与所述多个第一测试阀门之间,所述多个第一测试阀门与所述多个测试管路对应连接,所述多个测试管路的内径不同、长度相同,且所述多个测试管路位于同一平面,所述流量计用于测量所述循环泵与所述多个第一测试阀门之间流动的流体的流量;
所述配液装置、所述储液装置、所述循环泵均连接所述测量控制装置,所述测量控制装置用于控制所述配液装置和所述储液装置内的液体搅拌速度、储液装置内液体温度以及用于控制所述循环泵的流量;
所述测量控制装置还与所述数字采集处理装置连接,所述数字采集处理装置用于采集、处理所述测试液体在所述多个测试管路中的流动参数。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述储液装置包括:储液罐、第一电动搅拌机、温度传感器、加热棒、真空泵和空气压缩机;
所述储液罐的进液口与所述配液罐的出液口连接,所述第一电动搅拌机、所述温度传感器和所述加热棒设置在所述储液罐内,所述第一电动搅拌机用于对所述储液罐内的液体进行搅拌,所述加热棒用于对所述储液罐内的液体进行加热,所述温度传感器用于检测所述储液罐内液体的温度;
所述真空泵和所述空气压缩机分别与所述储液罐连接,所述真空泵用于与所述第一电动搅拌机进行配合,以消除所述储液罐内液体的气泡,所述空气压缩机用于调节所述储液罐内的压力,以减小所述测试液体进入所述多个测试管路时与所述多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
3.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述循环泵包括安全阀,所述安全阀用于在所述测试系统内的压力达到所述循环泵的额定压力时,进行报警并泄压。
4.如权利要求1-3任一所述的系统,其特征在于,所述测试系统还包括缓冲罐,所述缓冲罐连接在所述循环泵与所述流量计之间,且所述缓冲罐的体积大于或等于所述多个测试管路中内径最大的测试管路所容纳的流体体积的3倍。
5.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述测试系统还包括压差传感器,所述压差传感器的一端与所述多个第一测试阀门的一端连接,所述压差传感器的另一端与所述多个测试管路远离对应第一测试阀门的一端连接。
6.一种管路内流体的流动参数测试方法,其特征在于,所述方法包括:
基于已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻、所述现场所用管路的内径、所述现场所用管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定第一摩擦速度,所述第一摩擦速度为所述已知摩阻液体在所述现场所用流量下通过所述现场所用管路的摩擦速度;
确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻;
对于所述多个测试管路中的每个测试管路,基于所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定所述测试管路对应的多个第二摩擦速度,所述多个第二摩擦速度为所述已知摩阻液体在所述多个指定流量下通过所述测试管路的摩擦速度;
从所述多个测试管路中每个测试管路对应的多个第二摩擦速度中,选择与所述第一摩擦速度相同的第二摩擦速度;
确定测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,所述测试液体为与待确定的现场所用流体的各个含量参数配比相同的液体;
基于所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定所述测试液体的降阻率;
基于所述测试液体的降阻率和所述已知摩阻液体在现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻,确定所述测试液体在所述现场所用流量下通过现场所用管路所产生的摩阻。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,确定所述测试管路对应的多个第二摩擦速度,包括:
对于所述多个指定流量中的每个指定流量,基于所述已知摩阻液体在所述指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻、所述测试管路的内径、所述测试管路的长度和所述已知摩阻液体的密度,按照如下公式,确定所述测试管路对应的第二摩擦速度;
<mrow>
<msub>
<mi>v</mi>
<mi>f</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mo>&times;</mo>
<msqrt>
<mfrac>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>&times;</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>P</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>&rho;</mi>
<mo>&times;</mo>
<mi>l</mi>
</mrow>
</mfrac>
</msqrt>
</mrow>
其中,在所述公式中,vf为所述测试管路对应的第二摩擦速度,所述a为一经验常数,所述d为所述测试管路的内径,所述ΔP为所述已知摩阻液体在所述指定流量下通过所述测试管路所产生的摩阻,所述ρ为所述已知摩阻液体的密度,所述l为所述测试管路的长度。
8.如权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述基于所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,确定所述测试液体的降阻率,包括:
确定所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻和所述测试液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻之间的差值;
将确定的差值除以所述已知摩阻液体在选择的第二摩擦速度对应的指定流量和测试管路下所产生的摩阻,得到所述测试液体的降阻率。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻之前,还包括:
按照所述现场所用流体内各个含量参数的配比,通过配液罐配制所述测试液体,并将所述测试液体输送至所述储液罐内;
在所述储液罐的进液口密封的情况下,通过设置在所述储液罐上的真空泵对所述储液罐内的空气进行抽取,在抽取第一指定时长之后,停止所述真空泵,并通过所述储液罐上设置的第一电动搅拌机对所述测试液体进行搅拌,以释放所述测试液体中的气泡;
在搅拌第二指定时长之后,停止所述第一电动搅拌机,并返回所述通过设置在所述储液罐上的真空泵对所述储液罐内的空气进行抽取的步骤,直至对所述储液罐内的空气抽取指定次数为止。
10.如权利要求6或9所述的方法,其特征在于,所述确定所述已知摩阻液体在多个指定流量下通过所述多个测试管路中每个测试管路所产生的摩阻之前,还包括:
启动设置在储液罐上的空气压缩机,以通过所述空气压缩机调节所述储液罐内的压力,以减小所述测试液体进入所述多个测试管路时与所述多个测试管路的入口之间的静摩擦力。
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