CN205209906U - 测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，包括：纵向设置的中空的本体，本体的顶壁和底壁上开设有安装筛管封堵接口的安装孔；防砂筛管，安装在本体内、并分隔本体的内部成第一子腔和第二子腔，且第二子腔沿周向包围第一子腔、安装孔与第一子腔相通；筛管封堵接口，密封安装在本体上的安装孔处、且其接口端伸出安装孔；测压装置，安装在本体的外壁面上、并与第二子腔相通；支撑座，本体纵向安装在支撑座上、并可在支撑座上纵向转动；供液系统，其出液口与本体相连接、并与第二子腔相通；和数据采集系统，连接供液系统和测压装置，能够通过实验方法获得防砂筛管的抗冲蚀性能参数，实现为现场防砂筛管的选择提供参考依据。

Description

测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采设备技术，尤指一种测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置。

背景技术

在石油开采作业中，地层出砂已成为疏松砂岩油气藏开采过程中面临的主要难题之一，防砂筛管作为井下防砂工具的一种重要的器材并大量使用。目前常用的防砂筛管种类众多，有绕丝筛管、金属网布筛管、割缝筛管、金属棉筛管、陶瓷滤砂筛管等等。由于在井下恶劣环境中工作，防砂管的损坏失效经常发生，不同类型的防砂管失效类型也不同，而导致其失效的原因可能有多种，如：堵塞、腐蚀、强度低、冲蚀、结构不合理等。通常下到井下的防砂筛管具有固定的单一防砂精度，且要长期使用，特别是水平井，几百米长的防砂筛管几乎不可能再取出来重新更换。在油田生产过程中，地层携砂流体会对防砂筛管产生冲蚀作用，严重情况下会导致筛管破坏失效，因此防砂筛管的抗冲蚀性能十分重要。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，能够通过实验方法获得防砂筛管的抗冲蚀性能参数，实现为现场防砂筛管的选择提供参考依据。

为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，包括：纵向设置的中空的本体，所述本体的顶壁和/或底壁上开设有安装筛管封堵接口的安装孔；防砂筛管，安装在所述本体内、并分隔所述本体的内部成第一子腔和第二子腔，且所述第二子腔沿周向包围所述第一子腔、所述安装孔与所述第一子腔相通；筛管封堵接口，密封安装在所述本体上的所述安装孔处、且其接口端伸出所述安装孔；测压装置，安装在所述本体的外壁面上、并与所述第二子腔相通；支撑座，所述本体纵向安装在所述支撑座上、并可在所述支撑座上纵向转动；供液系统，其出液口与所述本体相连接、并与所述第二子腔相通；和数据采集系统，连接所述供液系统和所述测压装置。

可选地，所述供液系统包括水泵、管线、调压阀、安全溢流阀、管线接头、压力表、加砂装置和水箱。

可选地，所述数据采集系统包括压力传感器、流量计、计算机和数据线。

可选地，所述实验装置还包括：进液组件，其一端与所述本体相连接、并与所述第二子腔相连通，另一端与所述供液系统的出液口相连接。

可选地，所述进液组件包括进液接头、安装在所述进液接头内的进液喷嘴和安装在所述进液接头和所述进液喷嘴之间的密封件。

可选地，所述本体包括：上下贯通的釜体；和釜体接头，密封安装在所述釜体的端部处，所述安装孔设置于所述釜体接头上；其中，所述筛管封堵接口的另一端伸入所述釜体的内部、并与所述防砂筛管密封连接。

可选地，所述测压装置包括：测压传感器；和测压接头，连接所述本体和所述测压传感器。

可选地，所述支撑座包括：横置的两个支撑轴，可转动地对称安装在所述本体的中部处；位于所述本体两旁的两个立管，其上端与所述支撑轴相连接、下端与底板相连接；所述底板，位于所述本体的下方；和行走机构，位于所述底板的下方、并安装在所述底板上。

可选地，所述支撑座还包括：立管座，所述立管的上端通过立管座与所述支撑轴相连接、下端通过立管座与所述底板相连接。

可选地，所述行走机构包括对称设置的多个、且均为脚轮式行走机构，所述测压装置包括有两个。

与现有技术相比，本实用新型提供的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，利用磨料水射流冲蚀原理，模拟井下不同环境中流体对防砂筛管的冲蚀，研究流体流速、携砂粒径、含砂浓度和砾石充填参数等因素对防砂筛管的抗冲蚀性能的影响规律，以便采取技术措施，预防和减轻地层携砂流体对防砂筛管的冲蚀破坏程度，延长防砂筛管的使用寿命；而且本实验装置通过实验方法获得防砂筛管的抗冲蚀性能参数，实现了为现场防砂筛管的选择提供参考依据的目的。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型所述的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置一个实施例的局部剖视结构示意图；

图2为本实用新型所述的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置另一个实施例的结构示意图；

图3为图1中A部的放大结构示意图。

其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1本体，11第一子腔，12第二子腔，13釜体，14釜体接头，2筛管封堵接口，3防砂筛管，4测压装置，41测压传感器，42测压接头，5支撑座，51支撑轴，52立管，53底板，54行走机构，55立管座，56紧定螺钉，6供液系统，7数据采集系统，8进液组件，81进液接头，82进液喷嘴，20硕石充填层，21密封件，22螺栓组件，23集液箱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本实用新型一些实施例的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置。

本实用新型提供的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，如图1所示，包括：纵向设置的中空的本体1，本体1的顶壁和/或底壁上开设有安装筛管封堵接口2的安装孔；防砂筛管3，安装在本体1内、并分隔本体1的内部成第一子腔11和第二子腔12，且第二子腔12沿周向包围第一子腔11、安装孔与第一子腔11相通；筛管封堵接口2，密封安装在本体1上的安装孔处、且其接口端伸出安装孔；测压装置4，安装在本体1的外壁面上、并与第二子腔12相通；支撑座5，本体1纵向安装在支撑座5上、并可在支撑座5上纵向转动；供液系统6，其出液口与本体1相连接、并与第二子腔12相通；和数据采集系统7，连接供液系统6和测压装置4。

本实用新型提供的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，利用磨料水射流冲蚀原理，模拟井下不同环境中流体对防砂筛管的冲蚀，研究流体流速、携砂粒径、含砂浓度和砾石充填参数等因素对防砂筛管的抗冲蚀性能的影响规律，以便采取技术措施，预防和减轻地层携砂流体对防砂筛管的冲蚀破坏程度，延长防砂筛管的使用寿命；而且本实验装置通过实验方法获得防砂筛管的抗冲蚀性能参数，实现了为现场防砂筛管的选择提供参考依据的目的。

其中，筛管封堵接口2的接口端通过管线与集液箱23相连接，收纳自防砂筛管3渗出的混合流体。

硕石充填层填充于20第二子腔12中。

另外，本实用新型上述实施例提供的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置还可具有如下附加的技术特征：

具体地，如图1所示，供液系统6包括水泵、管线、调压阀、安全溢流阀、管线接头、压力表、加砂装置和水箱等，为冲蚀实验提供稳定的工作液；数据采集系统7包括压力传感器、流量计、计算机和数据线等，实时采集记录喷射时间和压力变化，用以评判测试防砂筛管的抗冲蚀性能。

再者，如图1所示，实验装置还包括：进液组件8，其一端与本体1相连接、并与第二子腔12相连通，另一端与供液系统6的出液口相连接。

具体地，如图1和图3所示，进液组件8包括进液接头81、安装在进液接头81内的进液喷嘴82和安装在进液接头81和进液喷嘴82之间的密封件。

供液系统提供的工作液由进液喷嘴喷出高速流体射向测试的防砂筛管(当第二子腔内有充填层时，射流要先通过砾石充填层20)，实现对防砂筛管的抗冲蚀性能的测试。

具体地，如图1所示，本体1包括：上下贯通的釜体13；和釜体接头14，密封安装在釜体13的端部处，安装孔设置于釜体接头14上；其中，筛管封堵接口2的另一端伸入釜体13的内部、并与防砂筛管3密封连接。

如图1所示，测压装置4包括：测压传感器41；和测压接头42，连接本体1和测压传感器41。

如图1所示，支撑座5包括：横置的两个支撑轴51，可转动地对称安装在本体1的中部处；位于本体1两旁的两个立管52，其上端与支撑轴51相连接、下端与底板53相连接；底板53，位于本体1的下方；和行走机构54，位于底板53的下方、并安装在底板53上。

如图1所示，支撑座5还包括：立管座55，立管52的上端通过立管座55与支撑轴51相连接、下端通过立管座55与底板53相连接。

釜体外壁上设有径向螺纹孔，用于安装支撑轴、测压接头、进液接头；釜体两端内口上设有内螺纹和台阶孔用于安装固定釜体封头。釜体封头上设有外螺纹、外圆柱面、台阶内孔(即安装孔)、用于安装密封件的密封槽及用于拆装的外端部孔眼组。防砂筛管两端内口上设有台阶孔用于安装筛管封堵接口。筛管封堵接口设有通孔、多台阶外圆柱面、用于安装密封件的密封槽以及用于连接回液管线的外管螺纹。筛管封堵接口、釜体封头、釜体、各个相关密封件、防砂筛管组装后将釜体内部分割成两个空间(即：第一子腔和第二子腔)，即测试防砂筛管与釜体环空，可加装充填砾石形成砾石充填层，并且可承受高压力；防砂筛管与筛管封堵接口二者的内孔，用来收纳渗流出来的工作液，并通过管线等流进集液箱进行收集。

底板为一长方形厚钢板，设有六组孔眼组，下部通过螺栓组件安装行走机构，利于整个装置移动；上部通过螺栓组件安装立管座。立管座为凸形，设有螺栓孔及安装立管的内螺纹。安装立管为两端设有外螺纹的无缝管，通过螺纹连接立管座和轴座。轴座为圆柱状，外壁上设有一径向孔，用于安装支撑轴，两端设有连接立管座和紧定螺钉的内螺纹，紧定螺钉用于压紧支撑轴。支撑轴设有外螺纹、圆柱、环形槽，通过支撑轴将釜体支撑起来，釜体可沿支撑轴转动，可呈倾斜状态(如图2所示)，由紧定螺钉56固定。测压接头设有外螺纹、盲孔、径向内螺纹孔，用于连接釜体和安装压力传感器。进液接头设有双外螺纹、双台阶孔，用于连接釜体、安装进液喷嘴、密封件以及连接进液管线。进液喷嘴设计为两种尺寸外圆柱形，双台阶孔，小锥度内倒角，孔径由流速与流量计算确定。供液系统由高压水泵、高压管线、调压阀、安全溢流阀、管线接头、压力表、加砂装置、水箱等组成，为冲蚀实验提供稳定的工作液(满足压力、流量、磨料浓度等要求)。数据采集系统包括压力传感器、流量计、专用计算机、数据线等，实时采集记录喷射时间和压力变化，用以评判测试防砂筛管的抗冲蚀性能。螺栓组件包括螺栓、螺母及垫圈。供液系统提供的工作液由进液喷嘴喷出高速流体射向测试防砂筛管(当第二子腔内有充填层时，射流要先通过砾石充填层)，实现对防砂筛管的抗冲蚀性能的测试。

其中，如图1所示，行走机构54包括对称设置的多个、且均为脚轮式行走机构，测压装置4包括有两个。

图1中标号21为密封件，标号22为螺栓组件。

综上所述，本实用新型提供的测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，利用磨料水射流冲蚀原理，模拟井下不同环境中流体对防砂筛管的冲蚀，研究流体流速、携砂粒径、含砂浓度和砾石充填参数等因素对防砂筛管的抗冲蚀性能的影响规律，以便采取技术措施，预防和减轻地层携砂流体对防砂筛管的冲蚀破坏程度，延长防砂筛管的使用寿命；而且本实验装置通过实验方法获得防砂筛管的抗冲蚀性能参数，实现了为现场防砂筛管的选择提供参考依据的目的。

在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种测试防砂筛管抗冲蚀性能的实验装置，其特征在于，包括：

纵向设置的中空的本体(1)，所述本体(1)的顶壁和/或底壁上开设有安装筛管封堵接口(2)的安装孔；

防砂筛管(3)，安装在所述本体(1)内、并分隔所述本体(1)的内部成第一子腔(11)和第二子腔(12)，且所述第二子腔(12)沿周向包围所述第一子腔(11)、所述安装孔与所述第一子腔(11)相通；

筛管封堵接口(2)，密封安装在所述本体(1)上的所述安装孔处、且其接口端伸出所述安装孔；

测压装置(4)，安装在所述本体(1)的外壁面上、并与所述第二子腔(12)相通；

支撑座(5)，所述本体(1)纵向安装在所述支撑座(5)上、并可在所述支撑座(5)上纵向转动；

供液系统(6)，其出液口与所述本体(1)相连接、并与所述第二子腔(12)相通；和

数据采集系统(7)，连接所述供液系统(6)和所述测压装置(4)。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述供液系统(6)包括水泵、管线、调压阀、安全溢流阀、管线接头、压力表、加砂装置和水箱。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述数据采集系统(7)包括压力传感器、流量计、计算机和数据线。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，还包括：

进液组件(8)，其一端与所述本体(1)相连接、并与所述第二子腔(12)相连通，另一端与所述供液系统(6)的出液口相连接。

5.根据权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述进液组件(8)包括进液接头(81)、安装在所述进液接头(81)内的进液喷嘴(82)和安装在所述进液接头(81)和所述进液喷嘴(82)之间的密封件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的实验装置，其特征在于，所述本体(1)包括：

上下贯通的釜体(13)；和

釜体接头(14)，密封安装在所述釜体(13)的端部处，所述安装孔设置于所述釜体接头(14)上；

其中，所述筛管封堵接口(2)的另一端伸入所述釜体(13)的内部、并与所述防砂筛管(3)密封连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的实验装置，其特征在于，所述测压装置(4)包括：

测压传感器(41)；和

测压接头(42)，连接所述本体(1)和所述测压传感器(41)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的实验装置，其特征在于，所述支撑座(5)包括：

横置的两个支撑轴(51)，可转动地对称安装在所述本体(1)的中部处；

位于所述本体(1)两旁的两个立管(52)，其上端与所述支撑轴(51)相连接、下端与底板(53)相连接；

所述底板(53)，位于所述本体(1)的下方；和

行走机构(54)，位于所述底板(53)的下方、并安装在所述底板(53)上。

9.根据权利要求8所述的实验装置，其特征在于，所述支撑座(5)还包括：

立管座(55)，所述立管(52)的上端通过立管座(55)与所述支撑轴(51)相连接、下端通过立管座(55)与所述底板(53)相连接。

10.根据权利要求8所述的实验装置，其特征在于，所述行走机构(54)包括对称设置的多个、且均为脚轮式行走机构，所述测压装置(4)包括有两个。