CN110618054A - 一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置及其方法，该装置包括上部三通球阀、下部三通球阀、流体入口、流体出口、旁通管段、测试管段、连杆、阀门、导管、称量容器和电子天平，测试管段与旁通管段平行排列，并通过上部三通球阀和下部三通球阀相互连接，连杆控制两个三通球阀的开启和关闭，阀门位于测试管段底部，其后连有导管，导管的另一端连入称量容器，称量容器置于电子天平上。与快关阀法相比，本发明的整个测试过程无需关闭进气、液控制阀，可以连续测试；液相测量不需要使用消泡剂，更环保；节约了快关阀法中等待测试管段中的泡沫流体消泡的时间，大大提高了测量泡沫流管道持液率的效率；整套实验装置造价低廉、可靠。

Description

一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置及其方法

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及管道泡沫流参数的测量，具体涉及一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置及其方法。

背景技术

气藏在开发过程中，随着气体的持续产出，地层压力不断下降，很容易造成气井积液，使得产气量急剧下降。为了预防或延缓气井积液，人们提出了多种工艺方法，其中泡沫排水采气工艺以其成本低、见效快、操作和管理方便等优点而广泛应用于气田开发现场。该工艺是一种利用起泡剂与井筒气、液混合形成泡沫，从而减少井筒流动过程中液体的回落，降低井底回压，改善或恢复气井产能的助排措施。

泡沫排水采气工艺的一个重要参数是泡沫流管道中的持液率。泡沫流管道中的持液率是指在泡沫流稳定条件下管道中的液相所占管内总体积的比率，它对泡沫排水采气工艺优化、流量测量及控制具有重要意义。泡沫流管道中的持液率是确定泡沫流分相流量、求取泡沫流体平均密度、计算压力梯度、分析管内流动状况等的关键依据。

一般使用快关阀进行泡沫管流持液率的测量，该方法是在两个快关阀同时关闭后，通过测量两个快关阀之间管段中液相体积来得到泡沫流管道中的持液率。该方法的缺陷是：测量时要切断流体的正常流动，不能做到连续测试，同时，需要等两个快关阀之间的测试管段中的泡沫流体消泡后才能进行下一组的测量，消泡耗时长，测量效率低，此外，常规气动快关阀需要气源驱动，在没有气源的情况下使用不方便。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置及其方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明涉及一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置，主要包括上部三通球阀、下部三通球阀、流体入口、流体出口、旁通管段、测试管段、连杆、阀门、导管、称量容器和电子天平。所述测试管段与旁通管段平行排列，并通过上部三通球阀和下部三通球阀相互连接，其中上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄通过连杆相连，拉动连杆，上部三通球阀的把柄和下部三通球阀的把柄同时发生转动，可使泡沫流体的通路在测试管段与旁通管段之间相互转化。所述阀门位于测试管段的底部，其后连有导管，导管的另一端连入称量容器。所述称量容器置于电子天平上。

本发明还提供了这种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置的测试方法，步骤如下：

1.测试开始前，关闭测试管段底部的阀门，拉动连杆，转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭旁通管段，打开测试管段，使流体入口、测试管段和流体出口连通；

2.调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，让泡沫流体由流体入口进入测试管段，使得管道内泡沫流体稳定流动；

3.拉动连杆，同时转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭测试管段，打开旁通管段，让流体入口、旁通管段和流体出口连通，使得泡沫流体可以通过旁通管段继续流动；

4.打开测试管段底部的阀门，让泡沫流体从测试管段排出，通过导管进入称量容器中，待泡沫流体排尽后，关闭测试管段底部的阀门；

5.用电子天平测量装有泡沫流体的称量容器的质量，并用电子天平测量的质量减去称量容器本身的质量得到泡沫流体的液相质量，泡沫流体的液相质量除以泡沫流体的液相密度得到泡沫流体的液相体积，泡沫流体的液相体积除以测试管段的容积得到泡沫流体持液率；

6.拉动连杆，同时转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭旁通管段，打开测试管段，使流体入口、测试管段和流体出口连通，调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，进行下一次的持液率测试。

本发明的优点和有益效果在于：与快关阀法相比，整个测试过程无需关闭进气、液控制阀门，可以连续测试，测试过程更安全；测试过程中泡沫流体的液相体积的测量由直接的测量体积转化为测量质量，由此整个测试过程不需要使用消泡剂，相比之下，本发明的方法更环保；同时，因为测试管段中的泡沫流体是在经由泡沫流体排出口进入计量容器后测量，所以在测试管段中的泡沫流体排出后，操作者就可进行下一组实验测试，这就节约了快关阀法中等待测试管段中的泡沫流体消泡的时间，从而大大提高了测量泡沫流管道持液率的实验效率；整套实验装置造价低廉、高效。

附图说明

图1是本发明中一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置的简易示意图。

图中：1-上部三通球阀，2-下部三通球阀，3-上部三通球阀把柄，4-下部三通球阀把柄，5-流体出口，6-流体入口，7-旁通管段，8-测试管段，9-连杆，10-阀门，11-导管，12-称量容器，13-电子天平。

图2是本发明实施例中测试管段8打开、旁通管段7关闭时，泡沫流体的流动通路图。

图3是本发明实施例中测试管段8关闭、旁通管段7打开时，泡沫流体的流动通路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施的技术方案如下：

实施例

如图1所示，本发明提供一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置，主要包括上部三通球阀1、下部三通球阀2、流体出口5、流体入口6、旁通管段7、测试管段8、连杆9、阀门10、导管11、称量容器12和电子天平13。

其中，上部三通球阀1连接流体出口5、旁通管段7和测试管段8，旁通管段7和测试管段8平行排列，旁通管段7和测试管段8的另一端通过下部三通球阀2与流体入口6相连，上部三通球阀把柄3和下部三通球阀把柄4通过连杆9相连，通过拉动连杆9，操作者可同时转动上部三通球阀把柄3和下部三通球阀把柄4，做到同时、快速的控制上部三通球阀1和下部三通球阀2的开启和关闭，从而完成流动通道中旁通管段7与测试管段8的相互转换，测试管段8的底部有阀门10，用于排放关闭的测试管段8中的泡沫流体，阀门10后连有导管11，导管11的另一端连入称量容器12，可将测试管段8中排出的泡沫流体导入到称量容器12中，称量容器12置于电子天平13上，电子天平13用于称量泡沫流体的液相体积。

本发明所提供的一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置的测试方法，步骤如下：

1.测试开始前，关闭测试管段底部的阀门10，拉动连杆9，转动上部三通球阀把柄3和下部三通球阀把柄4，关闭旁通管段7，打开测试管段8，使流体入口6、测试管段8和流体出口5连通，此时，泡沫流体的流动通路如图2所示；

2.调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，让泡沫流体由流体入口6进入测试管段8，使得管道内泡沫流体稳定流动；

3.拉动连杆9，同时转动上部三通球阀把柄3和下部三通球阀把柄4，快速关闭测试管段8，打开旁通管段7，让流体入口6、旁通管段7和流体出口5连通，使得泡沫流体可以通过旁通管段7继续流动，此时，泡沫流体的流动通路如图3所示；

4.打开测试管段底部的阀门10，让泡沫流体从测试管段8排出，通过导管11进入称量容器12中，待泡沫流体排尽后，关闭测试管段8底部的阀门10；

5.用电子天平13测量装有泡沫流体的称量容器12的质量，并用电子天平13测量的质量减去称量容器12本身的质量得到泡沫流体的液相质量，泡沫流体的液相质量除以泡沫流体的液相密度得到泡沫流体的液相体积，泡沫流体的液相体积除以测试管段的容积得到泡沫流体持液率；

6.拉动连杆9，同时转动上部三通球阀把柄3和下部三通球阀把柄4，关闭旁通管段7，打开测试管段8，使流体入口6、测试管段8和流体出口5连通，此时，泡沫流体的流动通路如图2所示，调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，进行下一次的持液率测试。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (2)

1.一种快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置，主要由上部三通球阀、下部三通球阀、流体入口、流体出口、旁通管段、测试管段、连杆、阀门、导管、称量容器和电子天平组成，其特征在于：所述上部三通球阀与流体出口、旁通管段和测试管段相连，下部三通球阀与流体入口、旁通管段和测试管段的另一端相连，连杆与上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄相连，拉动连杆可同时转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，控制旁通管段和测试管段的快速打开和关闭，从而控制流动通道中测试管段与旁通管段的相互转换，阀门位于测试管段的底部，其后连有导管，导管的另一端连入称量容器，称量容器置于电子天平上。

2.一种基于权利要求1所述的快速测量圆管泡沫流持液率的测试装置的测试方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1：测试开始前，关闭测试管段底部的阀门，拉动连杆，转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭旁通管段，打开测试管段，使流体入口、测试管段和流体出口连通；

S2：调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，让泡沫流体由流体入口进入测试管段，使得管道内泡沫流体稳定流动；

S3：拉动连杆，同时转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭测试管段，打开旁通管段，让流体入口、旁通管段和流体出口连通，使得泡沫流体可以通过旁通管段继续流动；

S4：打开测试管段底部的阀门，让关闭的测试管段中的泡沫流体从测试管段排出，通过导管进入称量容器中，待泡沫流体排尽后，关闭测试管段底部的阀门；

S5：用电子天平测量装有泡沫流体的称量容器的质量，并用电子天平测量的质量减去称量容器本身的质量得到泡沫流体的液相质量，泡沫流体的液相质量除以泡沫流体的液相密度得到泡沫流体的液相体积，泡沫流体的液相体积除以测试管段的容积得到泡沫流体持液率；

S6：拉动连杆，同时转动上部三通球阀把柄和下部三通球阀把柄，关闭旁通管段，打开测试管段，使流体入口、测试管段和流体出口连通，调节气、液控制阀门，保持气、液相流量恒定，进行下一次的持液率测试。