CN108561122A - 高温高压垂直管流流动形态观测装置及方法 - Google Patents

高温高压垂直管流流动形态观测装置及方法 Download PDF

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CN108561122A
CN108561122A CN201810204314.1A CN201810204314A CN108561122A CN 108561122 A CN108561122 A CN 108561122A CN 201810204314 A CN201810204314 A CN 201810204314A CN 108561122 A CN108561122 A CN 108561122A
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郭继香
杨矞琦
张帅
张登山
曹静静
赵海洋
杨祖国
曹畅
任波
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
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Abstract

本申请提供了一种高温高压垂直管流流动形态观测装置及方法,该装置包括:流体驱动机构,包括第一注入泵、第二注入泵、垂直管路、第一活塞容器、第二活塞容器、第三活塞容器、第三注入泵和注气口,垂直管路有垂直上升段和垂直下降段,第一活塞容器、第二活塞容器和三活塞容器分别与垂直上升段入口、垂直下降段出口和注气口相连,注气口与第三活塞容器出口汇合且与垂直上升段入口相连;可视机构设于垂直上升段,流体驱动机构在可视机构内形成相界面,以观测流体流动形态;相分布测量机构包括与垂直上升段并联的测量管路及置于测量管路上的多个电阻率测量装置;及数据采集机构和控温机构。本申请可用于研究垂直井筒内多相相混合物的流动规律。

Description

高温高压垂直管流流动形态观测装置及方法
技术领域
[0001] 本申请涉及流体流动特性检测技术领域,尤其是涉及一种高温高压垂直管流流动 形态观测装置及方法。
背景技术
[0002] 目前,油气水三相混合物的流动广泛应用于石油、化工及其他相关工业中,尤其在 石油工业中,油气水三相混合物的流动相当普遍,使得对其流动规律的研究尤其重要。在油 藏开采过程中,边底水的存在是相当普遍的现象,而且到了开采的中后期,常常会采用注 水、注气的方式来补充地层能量继续开采油田。原油在地层中运移并到达井底的过程中,当 地层压力降至泡点压力以下,将出现油气或油气水的多相渗流;地层水、注入水、注入气以 及原油中溶解气的大量存在,使得流体从井底向地面流动的过程中,油气水三相混合物存 在于井筒中,因此无论哪种举升方式的油井,其井筒中流动的大多数都是油气或油气水多 相混合物,使得研究多相混合流体混合物在垂直井筒中的流动是非常必要的。
[0003] 但是,多相流的研究具有相当的复杂性:1、相界面的存在增加了研究的复杂性;2、 各相间存在质量和能量的交换;3、多相管流中流型的多样性和难确定性;4、流动过程中各 相的温度、组分的浓度都是不均匀的,相与相之间有传热和传质发生;5、气液界面的不稳定 性;6、多相管流中流动参数的难测性。由于上述的复杂性,使得多相流的测量迄今为止在国 际上都未得到满意的解决方法,被称为“难测流体”,多相流的测量也因此成为国内外科技 工作者争相探索的热点课题。
[0004] 多相混合流体在管内的流动区别于单相流体流动的一个重要特征就是各相流体 之间存在着明显的相界面,并且相界面的形状以及各相在流动体系中的分布状况也随着空 间和时间的变化而变化。多相混合流体流动中相的分布状态称为多相流的“流型”。
[0005] 在垂直井筒中的油气水三相流,由于三相的比例不同以及沿着垂直井筒压力逐渐 地降低,油气水三相混合物的流动形态、管道截面相分布及压降沿着管道不断地变化,所以 若要较为准确的计算总的压力降,就必须研究油气水三相流不同流型间的转变界线以及在 某种流型下三相流体的流速、截面含气率、压力梯度变化规律等方面的内容。
[0006] 现有的多相管流的研究主要集中在油水或油气两相流体流动的方面,油气水三相 混合物的流动规律研究大部分也都集中在水平管道流动部分。而在垂直井筒中,三相流动 规律的研究主要从气液两相流动理论出发,通过建立各种数学模型来计算垂直井筒的压降 以及摩阻,缺乏实质性的物理模型实验装置来验证理论,如果计算长井筒的流动压降,误差 将不可避免地出现,且会对实际工业发展造成阻碍。因此,建立一套模拟实际井筒的模型装 置,对垂直井筒中的油气水三相混合物流动规律进行研究,已成为目前迫切需要解决的难 题。
发明内容
[0007] 本申请实施例的目的在于提供一种可用于研究垂直井筒中的油气水三相混合物 流动规律的高温高压垂直管流流动形态观测装置及方法。
[0008] 为达到上述目的,一方面,本申请实施例提供了一种高温高压垂直管流流动形态 观测装置,包括:
[0009] 流体驱动机构,其包括第一注入栗、第二注入栗、第三注入栗、垂直管路、第一活塞 容器、第二活塞容器、第三活塞容器和注气口;所述垂直管路具有垂直上升段和垂直下降 段,所述第一活塞容器与所述垂直上升段的入口端相连;所述第二活塞容器与所述垂直下 降段的出口端相连;所述第三注入栗与所述第三活塞容器的入口端相连;所述第一注入栗 与所述第一活塞容器的入口端相连;所述第二注入栗与所述第二活塞容器的出口端相连; 所述注气口与所述第三活塞容器的出口端形成汇合管路,且与所述垂直上升段的入口端相 连;
[0010] 可视机构,其设置于所述垂直上升段上,所述流体驱动机构在所述可视机构内形 成相界面,以用于观测多相混合流体的流动形态;
[0011] 相分布测量机构,其包括与所述垂直上升段并联的测量管路,及安装于所述测量 管路上的多个电阻率测量装置,每个电阻率测量装置用于测量对应管道截面位置处多相混 合流体的电阻率值,所述电阻率值包含所述多相混合流体的管道截面相分布信息;
[0012] 数据采集机构,包括数据采集模块、安装于所述垂直上升段上的温度传感器、安装 于所述垂直下降段上的压力传感器及安装于所述汇合管路上的流量传感器,所述温度传感 器、所述压力传感器及所述流量传感器与所述数据采集模块电性连接;
[0013] 控温机构,其包括恒温箱,所述第一活塞容器、所述第二活塞容器、所述第三活塞 容器、所述垂直上升段和所述垂直下降段位于所述恒温箱内;所述控温器与所述数据采集 模块连接。
[0014] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置中,所述数据采集机构还 包括具有远心镜头的高速摄像机,所述高速摄像机的镜头与所述可视机构的位置对应,用 于采集多相混合流体的流动形态;对应的,所述高速摄像机的输出端与所述数据采集模块 的电性连接。
[0015] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置中,所述可视机构包括可 视釜。
[0016] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置中,所述第一活塞容器的 出口端、所述第二活塞容器的入口端及所述第三活塞容器的出口端,分别对应设有第一控 制阀、第二控制阀和第三控制阀;所述第一活塞容器的出口端通过第一控制阀与所述垂直 上升段的入口端相连;所述第二活塞容器的入口端通过所述第二控制阀与所述垂直下降段 的出口端相连;所述第三活塞容器的出口端通过所述第三控制阀与所述注气口相连。
[0017] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置中,所述汇合管路包括并 联的第一注入管路和第二注入管路,所述第一注入管路上设有所述流量传感器,所述流量 传感器的出口端及入口端分别对应设有第四控制阀和第五控制阀;所述第二注入管路上设 有第六控制阀;所述垂直上升段的入口端和出口端对应设有第七控制阀和第十控制阀;所 述测量管路的入口端和出口端对应设有第八控制阀和第九控制阀。
[0018] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置中,所述注气口处设有第 i^一控制阀。
[0019] 另一方面,本申请实施方式还提供了一种利用上述高温高压垂直管流流动形态观 测装置的高温高压垂直管流流动形态观测方法,包括:
[0020] 向第一活塞容器充满油样,将第二活塞容器的活塞移至上止点,并向第三活塞容 器充满水样;
[0021] 开启循环栗,使所述第一活塞容器的油样充满垂直管路并加压至指定压力;
[0022] 将恒温箱和控温器的温度调至相同的指定温度;
[0023] 通过注入栗,分别将水样和油样对应调整至第一指定流速和第二指定流速,然后 混合所述油样和所述水样,以使油水两相流速比达到指定值且在可视机构内形成油水两相 相界面;
[0024] 通过可视机构和相分布测量机构,对应采集油水两相混合流体的流动形态及相分 布;
[0025] 通过注气口将指定流速的高压气体注入所述垂直管路,以使油气两相流速比达到 指定值并在所述可视机构内形成油水气三相相界面;
[0026] 通过所述可视机构和所述相分布测量机构,对应采集油水气三相混合流体的流动 形态及相分布。
[0027] 在本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测方法中,所述油水气三相混合 流体的压力不高于60MPa。
[0028] 由以上本申请实施例提供的技术方案可见,基于本申请实施例的上述结构,本申 请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置可实现对油气水三相混合物不同比率下 的垂直管流流动形态,以及油气水三相在管道横截面的相分布状况进行测量,从而可为后 续研究不同流体流动形态随粘度、流速压力等的变化规律提供了研究工具。
附图说明
[0029] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术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 申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提 下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
[0030] 图1为本申请一实施方式中高温高压垂直管流流动形态观测装置的结构示意图;
[0031] 图2a为本申请一实施方式中可视釜的主视半剖视图;
[0032] 图2b为本申请一实施方式中可视釜的俯视半剖视图;
[0033] 图2c为本申请一实施方式中可视釜的左视图。
具体实施方式
[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实 施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护 的范围。例如在下面描述中,在第一部件上方形成第二部件,可以包括第一部件和第二部件 以直接接触方式形成的实施例,还可以包括第一部件和第二部件以非直接接触方式(即第 一部件和第二部件之间还可以包括额外的部件)形成的实施例等。
[0035] 而且,为了便于描述,本申请一些实施例可以使用诸如“在…上方”、“在…之下”、 “顶部”、“下方”等空间相对术语,以描述如实施例各附图所示的一个元件或部件与另一个 (或另一些)元件或部件之间的关系。应当理解的是,除了附图中描述的方位之外,空间相对 术语还旨在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如若附图中的装置被翻转,则被描述 为“在”其他元件或部件“下方”或“之下”的元件或部件,随后将被定位为“在”其他元件或部 件“上方”或“之上”。
[0036] 本申请实施例的高温高压垂直管流流动形态观测装置可以包括流体驱动机构、可 视机构、相分布测量机构和数据采集机构。
[0037] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,驱动机构所述流体驱动机构可以包括第一 注入栗、第二注入栗(参见图1中的注入栗1和注入栗2)、垂直管路、第一活塞容器(参见图1 中的活塞容器1)、第二活塞容器(参见图1中的活塞容器2)、第三活塞容器(参见图1中的活 塞容器3)、第三注入栗和注气口。所述垂直管路具有垂直上升段LlO和垂直下降段L12,所述 垂直上升段LlO和所述垂直下降段L12之间可通过过渡段Lll连接。所述第一活塞容器与所 述垂直上升段LlO的入口端相连;所述第二活塞容器与所述垂直下降段L12的出口端相连; 所述第三注入栗与所述第三活塞容器的入口端相连;所述注气口与所述第三活塞容器的出 口端形成汇合管路,且与所述垂直上升段LlO的入口端相连。所述第一活塞容器可向所述流 体驱动机构提供油样,所述第三活塞容器可向所述流体驱动机构提供水样,通过所述注气 口可向所述流体驱动机构提供气样,从而在所述垂直上升段LlO内可形成油、水和气三相混 合流体。所述第二活塞容器可用于回收从所述垂直下降段L12流出的三相混合流体。
[0038] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,所述可视机构可设置于所述垂直上升段 LlO上,所述流体驱动机构可在所述可视机构内形成相界面,以通过所述可视机构观测多相 混合流体的流动形态(即相界面运移变化)。
[0039] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,所述相分布测量机构可以包括与所述垂直 上升段LlO并联的测量管路L13,及安装于所述测量管路L13上的多个电阻率测量装置RM。多 个电阻率测量装置RM可沿所述测量管路L13的延伸方向等间隔均匀分布,每个电阻率测量 装置RM可用于测量对应管道截面位置处多相混合流体的电阻率值,所述电阻率值包含所述 多相混合流体的管道截面相分布信息。为了提高测量准确性,每个电阻率测量装置RM的一 对传感探针可安装于测量管路L13的一个横截面的对称两端。一般的,为满足测量需要,所 述电阻率测量装置RM可具有一定的耐压(例如耐压不低于70MPa)和耐温(例如不低于180 °C)性能。所述电阻率测量装置RM的传感探针优选为铜导线,传感探针的探针头为裸铜丝且 插入所述测量管路L13内,传感探针的其余部位包裹塑料外皮。在一优选的实施方式中,所 述传感探针位于所述测量管路L13内的长度不超过所述测量管路L13的半径的1/3,这样可 使管道截面油气水分布的测量更为准确。
[0040] 为便于理解,下面对电阻率测量装置RM的测量原理进行简要说明:电阻率测量装 置RM本身发出一个定值电流,电流通过电阻后,测量电阻两端电压值,通过电压值大小间接 反应电阻率值。多相混合物的电阻抗取决于浓度、相分布,故在本申请实施方式中可采用电 阻率测量装置间接测量多相混合流体的相分布。以油水两相混合物为例,其电导率与各相 的浓度存在着一定的依从关系。通常水的导电率大大高于油的导电率,因此随着感应探针 的正,负两极被水相接通或油相隔开,感应探针就会相应的输出低电位或高电位信号,对不 同流型的油水混合物就会得到不同的波动信号,从而后续通过电阻率值的变化规律,便能 分析出该曲线属于何种流动形态。
[0041] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,所述数据采集机构可以包括数据采集模 块、安装于所述垂直上升段LlO上的温度传感器T1、安装于所述垂直下降段L12上的压力传 感器Pl及安装于所述汇合管路上的流量传感器Ql,所述温度传感器Tl、所述压力传感器Pl、 所述流量传感器Ql与所述数据采集模块电性连接。
[0042] 在本申请一实施方式中,所述高温高压垂直管流流动形态观测装置还可以包括控 温机构,用于通过热交换使得所述垂直上升段LlO及所述垂直下降段L12内的多相混合流体 维持在设定温度。参考图1所示,在一示例性实施方式中,所述控温机构可以包括恒温箱,所 述第一活塞容器、所述第二活塞容器、所述第三活塞容器、所述垂直上升段LlO及所述垂直 下降段L12位于所述恒温箱内。所述恒温箱与所述数据采集模块连接,以将其温度控制参数 提供给所述数据采集模块。所述数据采集模块获得的数据可提供给计算机系统处理。
[0043] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,为了实现管路控制,所述第一活塞容器的 出口端、所述第二活塞容器的入口端及所述第三活塞容器的出口端,可分别对应设有第一 控制阀EVl、第二控制阀EV2和第三控制阀EV3。所述第一活塞容器的出口端可通过第一控制 阀EVl与所述垂直上升段LlO入口端相连;所述第二活塞容器的入口端通过第二控制阀EV2 与所述垂直下降段L12的出口端相连;所述第三活塞容器的出口端可通过第三控制阀EV3与 所述注气口相连;
[0044] 所述汇合管路可包括并联的第一注入管路L14和第二注入管路L15,所述第一注入 管路L14上可设有所述流量传感器Ql,所述流量传感器Ql的出口端及入口端可分别对应设 有第四控制阀EV4和第五控制阀EV5。所述第二注入管路L15上可设有第六控制阀EV6。所述 垂直上升段LlO的入口端和出口端可对应设有第七控制阀EV7和第十控制阀EVlO。所述测量 管路L13的入口端和出口端可对应设有第八控制阀EV8和第九控制阀EV9。所述注气口处可 设有第i^一控制阀EVl 1,所述抽真空口处可设有第十二控制阀EVl 2。
[0045] 在本申请一实施方式中,参考图1所示,所述数据采集机构还包括具有远心镜头的 高速摄像机,所述高速摄像机的镜头与所述可视机构的位置对应,用于采集多相混合流体 的流动形态;对应的,所述高速摄像机的输出端与所述数据采集模块的电性连接,以将采集 到的多相混合流体的流动形态图像数据传输给所述数据采集模块。当然,所述高速摄像机 还可以配置有普通镜头,如此,利用普通镜头可观察多相混合流体的全局流动形态,而利用 远心镜头可观察多相混合流体的放大下的流动形态。
[0046] 在本申请一实施方式中,结合图2a〜图2c所示,所述可视机构可以包括可视釜1, 所述可视釜1具有透视窗口 2,通过所述透视窗口 2可观察多相混合流体的流动形态。相应 的,所述高速摄像机的镜头正对所述透视窗口 2。在一示例性实施方式中,所述透视窗口 2例 如可采用为耐压不低于60MPa的蓝宝石玻璃等材质。
[0047] 为便于更清楚的理解本申请实施方式的高温高压垂直管流流动形态观测装置,下 面介绍利用高温高压垂直管流流动形态观测装置而实现的高温高压垂直管流流动形态观 测方法,该方法可以包括以下步骤:
[0048] (1)将活塞容器1充满油样,活塞容器2中的活塞移至顶端,向活塞容器3中装满水 样,开启注入栗1和注入栗2,通过注入栗1向管路中输送油样流体,通过注入栗2保持整个系 统压力;使活塞容器1中的油样充满整个垂直管道,并加压至所需压力。
[0049] (2)设置恒温箱的温度至所需温度(例如可以为180°C)。
[0050] (3)若研究压力不超过60MPa的透明可视油样,则关闭EV8和EV9;
[0051] (4)设置注入栗1和注入栗2为一定流速,此流速为油样流速Vo,通过注入栗1向活 塞容器1中输送加压液,通过注入栗2在与注入栗1相同流速的条件下排出活塞容器2中的加 压液,设置注入栗3—定流速,此流速为水样流速Vw,则油水两相流速比δ为:
[0052]
Figure CN108561122AD00091
[0053] 因此,流速比可通过改变油样和水样的流速控制。
[0054] (5)通过可视釜观测油水两相流动形态,通过高速摄像机记录多相混合流体的流 动形态的图像数据发送至数据采集模块,并通过电阻率测量装置RM采集多相混合流体的包 含多相混合流体的相分布信息的电阻率值。
[0055] ⑹将准备好的高压气体通过注气口打入垂直管路中,控制EVll阀门的开度,控制 气体流量,通过气体流量计读取气体流速Vg,则油气两相流速比e为
[0056]
Figure CN108561122AD00092
[0057] ⑺重复步骤⑸,观察并记录油气水三相在垂直上升段的流动形态。
[0058] 需要说明的是,若要观测压力不超过60MPa的非透明可视油样的油气水三相流动 形态,则可关闭阀门EV7和EV10,打开阀门EV8和EV9,重复步骤⑴、(2)、⑷、(5)和(6)。后续 计算机系统可通过数据采集模块读取采样数据,以分析油气水三相混合流体的流动形态和 相分布。
[0059] 由此可见,本申请实施方式的高温高压垂直管流流动形态观测装置能实时测量高 温高压条件下油气水多相混合流体的流动形态,且其原理可靠,操作简便,实用性强,既能 模拟高温高压的真实工业环境,又实现了实时观测油气水三相垂直管流流动形态,从而为 高温高压环境下油气水流动形态的提供了有效的研究手段,为指导现场设计出合理的工艺 方案提供了可靠的依据,具有广泛的工程应用价值。
[0060] 还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包 括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要 素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要 素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0061] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方 法实施例的部分说明即可。
[0062] 以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员 来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同 替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1. 一种高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,包括: 流体驱动机构,其包括第一注入栗、第二注入栗、第三注入栗、垂直管路、第一活塞容 器、第二活塞容器、第三活塞容器和注气口;所述垂直管路具有垂直上升段和垂直下降段, 所述第一活塞容器与所述垂直上升段的入口端相连;所述第二活塞容器与所述垂直下降段 的出口端相连;所述第三注入栗与所述第三活塞容器的入口端相连;所述第一注入栗与所 述第一活塞容器的入口端相连;所述第二注入栗与所述第二活塞容器的出口端相连;所述 注气口与所述第三活塞容器的出口端形成汇合管路,且与所述垂直上升段的入口端相连; 可视机构,其设置于所述垂直上升段上,所述流体驱动机构在所述可视机构内形成相 界面,以用于观测多相混合流体的流动形态; 相分布测量机构,其包括与所述垂直上升段并联的测量管路,及安装于所述测量管路 上的多个电阻率测量装置,每个电阻率测量装置用于测量对应管道截面位置处多相混合流 体的电阻率值,所述电阻率值包含所述多相混合流体的管道截面相分布信息; 数据采集机构,包括数据采集模块、安装于所述垂直上升段上的温度传感器、安装于所 述垂直下降段上的压力传感器及安装于所述汇合管路上的流量传感器,所述温度传感器、 所述压力传感器及所述流量传感器与所述数据采集模块电性连接; 控温机构,其包括恒温箱,所述第一活塞容器、所述第二活塞容器、所述第三活塞容器、 所述垂直上升段和所述垂直下降段位于所述恒温箱内;所述控温器与所述数据采集模块连 接。
2. 如权利要求1所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,所述数据采 集机构还包括具有远心镜头的高速摄像机,所述高速摄像机的镜头与所述可视机构的位置 对应,用于采集多相混合流体的流动形态;对应的,所述高速摄像机的输出端与所述数据采 集模块的电性连接。
3. 如权利要求1所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,所述可视机 构包括可视釜。
4. 如权利要求1所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,所述第一活 塞容器的出口端、所述第二活塞容器的入口端及所述第三活塞容器的出口端,分别对应设 有第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀;所述第一活塞容器的出口端通过第一控制阀与 所述垂直上升段的入口端相连;所述第二活塞容器的入口端通过所述第二控制阀与所述垂 直下降段的出口端相连;所述第三活塞容器的出口端通过所述第三控制阀与所述注气口相 连。
5. 如权利要求1所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,所述汇合管 路包括并联的第一注入管路和第二注入管路,所述第一注入管路上设有所述流量传感器, 所述流量传感器的出口端及入口端分别对应设有第四控制阀和第五控制阀;所述第二注入 管路上设有第六控制阀;所述垂直上升段的入口端和出口端对应设有第七控制阀和第十控 制阀;所述测量管路的入口端和出口端对应设有第八控制阀和第九控制阀。
6. 如权利要求2所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置,其特征在于,所述注气口 处设有第十一控制阀。
7. —种利用权利要求1至6任意一项所述的高温高压垂直管流流动形态观测装置的高 温高压垂直管流流动形态观测方法,其特征在于,包括: 向第一活塞容器充满油样,将第二活塞容器的活塞移至上止点,并向第三活塞容器充 满水样; 开启循环栗,使所述第一活塞容器的油样充满垂直管路并加压至指定压力; 将恒温箱和控温器的温度调至相同的指定温度; 通过注入栗,分别将水样和油样对应调整至第一指定流速和第二指定流速,然后混合 所述油样和所述水样,以使油水两相流速比达到指定值且在可视机构内形成油水两相相界 面; 通过可视机构和相分布测量机构,对应采集油水两相混合流体的流动形态及相分布; 通过注气口将指定流速的高压气体注入所述垂直管路,以使油气两相流速比达到指定 值并在所述可视机构内形成油水气三相相界面; 通过所述可视机构和所述相分布测量机构,对应采集油水气三相混合流体的流动形态 及相分布。
8.如权利要求7所述的高温高压垂直管流流动形态观测方法,其特征在于,所述油水气 三相混合流体的压力不高于60MPa。
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