CN111220770A - 一种测试泡沫含水率的装置及方法 - Google Patents

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刘伟华
李国锋
刘岳龙
王娟娟
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王瑞阳
张海霞
薛林青
李晓晨
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Abstract

本发明涉及一种测试泡沫含水率的装置及方法。该测试泡沫含水率的装置包括杯体，所述杯体包括搅拌发泡段和设于搅拌发泡段下端的直径小于搅拌发泡段的测量放液段，搅拌发泡段和测量放液段形成漏斗结构；所述搅拌发泡段上设有供搅拌装置的搅拌端伸入的开口，所述测量放液段上刻设有用于指示内部样品体积的刻度线，测量放液段的底部设有用于排出泡沫下液体的排液口。本发明提供的测试泡沫含水率的装置，在发泡后原位将发泡泡沫下的液体排出，通过测量放液段读取泡沫体积，避免了倾倒转移泡沫的过程，简化了试验操作，提高了泡沫含水率测定的准确性和稳定性。

Description

一种测试泡沫含水率的装置及方法
技术领域
本发明属于泡排剂的性能评价领域，具体涉及一种测试泡沫含水率的装置及方法。
背景技术
泡沫排水采气工艺作为气井排液的方法，在国内气田中应用广泛。随着气田精细化开发的不断深入，针对不同井型、气产量、压力等生产情况不同，往往需要应用不同性能的泡排剂配方体系。泡沫含水率作为泡排剂性能评价的一项重要指标，其准确测试对泡排剂的筛选及应用具有重要意义。
目前，实验室测试泡沫含水率的常规方法是将配好的起泡剂溶液加入搅拌杯中，高速搅拌一定时间后，迅速将泡沫倒入量筒中，读取泡沫体积V泡，待泡沫全部消泡变为液体后，读取液体体积V液，计算V液/V泡即为泡沫含水率。该测试方法在应用时存在以下问题：在将搅拌杯中的泡沫转移到量筒时，当搅拌产生的泡沫量低时，倾倒泡沫的同时会有液体随泡沫一同进入量筒，这部分液体会混入泡沫消泡后形成的液体中，造成V液的测定结果偏大，影响测试结果的准确性；当搅拌产生的泡沫量高时，由于搅拌杯的开口远大于量筒的开口，泡沫的倾倒不便，容易造成泡沫外流，而且倾倒过程易消泡，导致测试结果受实验员的操作影响大，测试结果的重复性和准确性均不甚理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测试泡沫含水率的装置，从而解决现有方法不能准确测定泡沫含水率的问题。
本发明的第二个目的在于提供一种测试泡沫含水率的方法，以解决现有方法不能准确测定泡沫含水率的问题。
为实现上述目的，本发明的测试泡沫含水率的装置所采用的技术方案是：
一种测试泡沫含水率的装置，包括杯体，所述杯体包括搅拌发泡段和设于搅拌发泡段下端的直径小于搅拌发泡段的测量放液段，搅拌发泡段和测量放液段形成漏斗结构；所述搅拌发泡段上设有供搅拌装置的搅拌端伸入的开口，所述测量放液段上刻设有用于指示内部样品体积的刻度线，测量放液段的底部设有用于排出泡沫下液体的排液口。
本发明提供的测试泡沫含水率的装置，在发泡后原位将发泡泡沫下的液体排出，通过测量放液段读取泡沫体积，避免了倾倒转移泡沫的过程，简化了试验操作，提高了泡沫含水率测定的准确性和稳定性。
为更好的促进泡沫和液体在放液时向下流动，优选的，所述搅拌发泡段包括直筒段和连接于直筒段下端的过渡段，过渡段在由上到下方向上直径逐渐减小，过渡段的下端与所述测量放液段的上端相连接。从装置的加工性方面考虑，进一步优选的，所述过渡段为球带结构。
为使放液时泡沫下的液体的排出更加方便，优选的，所述测量放液段包括圆筒形侧壁和轴向下凸的底壁，所述底壁的内壁面形成放液时向下引导液体的引流面，在所述引流面的下端面上开设所述排液口。从装置的加工性方面考虑，进一步优选的，所述底壁为径向外凸的碗口形结构。
为了更好的控制液体的排出速率，使液体的排出过程更加稳定，优选的，所述底壁的下端面上还连接有向下延伸的排液管，在排液管上设置有排液阀，排液管的出口形成所述排液口。排液阀可选择旋塞等形式，以方便控制排液阀的开闭。
为方便控制起泡剂溶液的加液体积，优选的，所述搅拌发泡段上还刻设有用于标识内部液体体积的液面标识线。
本发明的测试泡沫含水率的方法所采用的技术方案是：
一种测试泡沫含水率的方法，包括以下步骤：在一发泡仪器内对起泡剂溶液进行搅拌发泡，发泡后形成泡沫在上、液体在下的发泡体系，由发泡仪器的底部将发泡体系的液体排出，然后对泡沫的体积进行测量；泡沫全部消泡变为均一液体后，测量均一液体的体积；由泡沫的体积和均一液体的体积计算得到泡沫含水率。
本发明提供的测试泡沫含水率的方法，避免了倾倒泡沫过程，将发泡体系进行原位分离测试，避免倾倒泡沫操作引起的测试误差，提高泡沫含水率测试的准确性和重复性。
为加速泡沫消泡过程的进行，优选的，消泡时，加入已知体积的消泡剂，根据泡沫消泡后形成的液体总体积、消泡剂的已知体积和泡沫的体积计算得到泡沫含水率。
附图说明
图1为本发明的测试泡沫含水率的装置的结构示意图；
图2为本发明的测试泡沫含水率的装置的使用状态示意图；
图中，1-搅拌发泡段，10-液面标识线，2-测量放液段，20-刻度线，3-球带段，4-排液管，40-排液阀，5-搅拌器，50-指示线，6-卡箍，7-液体收集杯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的测试泡沫含水率的装置的具体实施例，如图1所示，包括杯体，杯体包括搅拌发泡段1和设于搅拌发泡段1下端的测量放液段2，搅拌发泡段1包括直筒段和连接于直筒段下端的球带段3，球带段3的直径由上至下逐渐减小，球带段3的下端与测量放液段2的上端相连接。
测量放液段2包括与球带段3的下端连接的圆筒形侧壁和连接在圆筒形侧壁下端的轴向下凸的圆弧形底壁(径向外凸的碗口形结构)，该圆弧形底壁的下端面上还连接有向下延伸的排液管4，排液管4的直径小于测量放液段2的圆筒形侧壁的直径，排液管4上设置有排液阀40，排液管4的出口形成泡沫下液体排出的排液口。搅拌发泡段1和测量放液段2形成漏斗结构。
搅拌发泡段1上刻设有用于指示液面位置的液面标识线10，测量放液段2上刻设有用于指示内部样品体积的刻度线20。
测量放液段2、球带段3、搅拌发泡段1均为玻璃材质，可观察内部泡沫及液体位置。
实施例的测试泡沫含水率的装置在使用时的示意图如图2所示，该装置通过一卡箍6以竖直状态固定在支架上，搅拌器5的搅拌端由搅拌发泡段1的开口伸入搅拌发泡段1内，搅拌器5包括搅拌杆和设于搅拌杆下端的搅拌桨，搅拌杆上设置有用于标识搅拌桨下入深度的指示线50。
将起泡剂溶液(由起泡剂和水配制而成)装入实施例的装置内，保持起泡剂溶液的液面与搅拌发泡段1上的液面标识线10平齐，将搅拌器5的搅拌桨下入起泡剂溶液中，保证搅拌棒上的指示线50与起泡剂溶液的液面平齐，设定转速，打开搅拌器5搅拌一定时间以发泡；搅拌棒上的指示线50与搅拌发泡段1上的液面标识线10配合，可保证每次试验时的加液体积和搅拌强度一致，进而保证每次试验时同种样品的泡沫丰富程度一致，提高试验结果的重复性和稳定性，减小试验误差。
发泡后，迅速关闭搅拌器5，打开测量放液段2上的排液阀40，将液体全部排出至液体收集杯7中，控制泡沫全部进入测量放液段2内，关闭排液阀40，由测量放液段2上的刻度线20准确读取泡沫体积V泡，待泡沫全部消泡变为液体后，读取液体体积V液，计算V液/V泡得到该泡排剂体系的泡沫含水率。
一般由测量放液段2上的刻度线20读出泡沫的体积，其为窄口径测量工具，可以更准确地读出泡沫的实际体积，减小试验误差。在试验时，控制泡沫全部进入测量放液段2内以准确读出泡沫的体积，在初始试验时，如泡沫量过大，可选择放出部分泡沫以使泡沫全部进入测量放液段2内，以便准确读出测量放液段2内泡沫的体积；也可选择在下次试验时减小搅拌强度，减小泡沫的产生量，来达到使泡沫全部进入测量放液段2内的目的。
消泡可选择自然消泡方式，由测量放液段2直接读出泡沫消泡后形成的液体体积V液，计算V液/V泡得到泡沫含水率。也可选择外加消泡剂辅助消泡方式，记录滴加消泡剂的体积V消，读取测量放液段2中消泡后的总液体体积V液′，依据(V液′-V消)/V泡计算得到泡沫含水率。
本发明的测试泡沫含水率的装置的其他实施例中，过渡段可采用倒锥筒形结构来实现放液时液体和泡沫的向下引导；测量放液段2的底壁可采用倒锥筒形结构来实现液体的引导；测量放液段2的底壁的下端面上可不设置排液管4，通过在底壁的下端面上开设排液口，来实现放液时泡沫下液体的排出。
本发明的测试泡沫含水率的方法的具体实施例，采用以下步骤：在一发泡仪器内对起泡剂溶液进行搅拌发泡，发泡后形成泡沫在上、液体在下的发泡体系，由发泡仪器的底部将发泡体系的液体排出，然后对泡沫的体积进行测量；泡沫全部消泡变为均一液体后，测量均一液体的体积；由泡沫的体积和均一液体的体积计算得到泡沫含水率。
具体在测定泡沫含水率的大小时，还可采用上述加入消泡剂的辅助消泡形式，然后依据(V液′-V消)/V泡计算得到泡沫含水率。

Claims (9)

1.一种测试泡沫含水率的装置，其特征在于，包括杯体，所述杯体包括搅拌发泡段和设于搅拌发泡段下端的直径小于搅拌发泡段的测量放液段，搅拌发泡段和测量放液段形成漏斗结构；所述搅拌发泡段上设有供搅拌装置的搅拌端伸入的开口，所述测量放液段上刻设有用于指示内部样品体积的刻度线，测量放液段的底部设有用于排出泡沫下液体的排液口。
2.如权利要求1所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述搅拌发泡段包括直筒段和连接于直筒段下端的过渡段，过渡段的直径由上到下逐渐减小，过渡段的下端与所述测量放液段的上端相连接。
3.如权利要求2所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述过渡段为球带结构。
4.如权利要求1所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述测量放液段包括圆筒形侧壁和轴向下凸的底壁，所述底壁的内壁面形成放液时向下引导液体的引流面，在所述引流面的下端面上开设所述排液口。
5.如权利要求4所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述底壁为径向外凸的碗口形结构。
6.如权利要求4或5所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述底壁的下端面上还连接有向下延伸的排液管，在排液管上设置有排液阀，排液管的出口形成所述排液口。
7.如权利要求1所述的测试泡沫含水率的装置，其特征在于，所述搅拌发泡段上还刻设有用于标识内部液体体积的液面标识线。
8.一种测试泡沫含水率的方法，其特征在于，包括以下步骤：在一发泡仪器内对起泡剂溶液进行搅拌发泡，发泡后形成泡沫在上、液体在下的发泡体系，由发泡仪器的底部将发泡体系的液体排出，然后对泡沫的体积进行测量；泡沫全部消泡变为均一液体后，测量均一液体的体积；由泡沫的体积和均一液体的体积计算得到泡沫含水率。
9.如权利要求8所述的测试泡沫含水率的方法，其特征在于，消泡时，加入已知体积的消泡剂，根据泡沫消泡后形成的液体总体积、消泡剂的已知体积和泡沫的体积计算得到泡沫含水率。
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