CN205910094U - 一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，该装置主要包括：供给、测量与处理三个系统。供给系统通过氮气源、加水装置、加硫装置、抗硫反应釜、高温高压抗硫反应釜、烘箱、加压泵、流量控制器、压力调节器向测量系统提供不同硫相态、不同温度压力、不同含水率、不同流速的气体；测量系统中电加热片加热模拟井筒壁至一定温度，由于模拟井筒壁温度低于气体温度而存在温差，将导致硫向模拟井筒壁移动并附着；处理系统中通过吸收装置吸收实验后的硫。实验通过不断改变温差、压力、含水量、流速等条件来测定井筒硫垢厚度，从而得出不同因素对硫沉积的影响。本实用新型可测定不同因素对硫沉积的影响，对高含硫气井开发具有重要意义。

Description

一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置

技术领域

本实用新型涉及了一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，属于油气田开发的领域。

背景技术

在高含硫气藏开采过程中，随着温度压力的降低，地层、井筒和地面集输管线都有可能出现硫沉积，若大量单质硫附着在井筒壁面，则会形成严重的硫垢，减小管道流动面积，严重的会出现节流效应，节流压力突降，气体发生膨胀，温度降低，加剧水合物的形成，堵塞井筒，影响正常生产，管汇也可能因腐蚀、憋压等遭到破坏。由于硫垢的诸多不利影响，有必要对其结垢规律及影响因素进行研究，在气井生产期间，由于温度压力的下降，硫的溶解度降低，气体中析出硫(固态或液态)，由于气体温度高于井壁温度，在气体与井壁间形成温差，导致析出的硫向井壁移动并附着在井壁形成硫垢，严重影响生产。本实用新型提供一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，该装置通过向抗硫反应釜中注入氮气、硫粉及水，使之在其中充分混合，通过烘箱、加压泵与压力调节器控制进入模拟井筒中的气体温度、压力和硫的相态，流量控制器控制流速，电加热片将模拟井筒内壁加热至一定的温度与气体温度形成一定温差，沉积一段时间后，拆卸装置，测量附着在挂片上的硫垢厚度。通过改变流速、压力、温度、含水等因素来反复实验，可得不同因素对井筒硫沉积的影响。

实用新型内容

本实用新型涉及了一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，它主要由供给系统、反应系统与处理系统三部分组成：供给系统由氮气源、加压泵、加硫装置、加水装置和抗硫反应釜、高温高压抗硫反应釜、烘箱、流量控制器、压力调节器组成。烘箱可控制气体温度和气体中的硫的相态，通过不同实验的设定，可加入水以评价水对硫垢的影响，流量控制器可调节流量进而控制进入模拟井筒的气体流速，加压泵、压力调节器控制模拟井筒内的压力，供给系统可向反应系统提供不同硫相态、不同温度压力、不同含水率、不同流速的气体；反应系统由模拟井筒、电加热片、挂片、回压阀组成，由于挂片的高导热性，电加热片加热模拟井筒壁和挂片至同一温度值，由于携带硫颗粒或硫液滴的气体与模拟井筒壁间的温差将导致硫向井筒壁移动并附着；处理系统由吸收装置组成，主要为回收实验后的硫。通过改变流速、压力、温度、含水等因素来反复实验，可得不同因素对井筒硫沉积的影响。

所述硫粉装置位于抗硫反应釜的上端，通过烘箱可使硫处于不同的相态(固、液)，研究不同相态硫在井筒中沉积规律。

所述加水装置位于抗硫反应釜的上端，可通过控制加水量来测定气体含水对硫沉积的影响。

所述流量控制器可控制进入模拟井筒的流量以测定不同流速对硫沉积的影响。

所述电加热片贴于模拟井筒内壁，可加热模拟井筒壁至设定的温度。

所述供给系统向测量系统提供不同硫相态、不同温度压力、不同含水率、不同流速的气体且其温度高于模拟井筒壁温度，由于存在温差，使硫向模拟井筒壁移动并附着。

所述挂片贴于模拟井筒壁内侧，可拆卸，导热性高，其温度即为模拟井筒壁的温度。

所述的挂片上硫垢的厚度即为由于气体与模拟井筒壁温度差下形成硫垢的厚度。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构图。

图中，1-氮气源，2-加硫装置，3-加水装置，4-抗硫反应釜，5-加压泵，6-烘箱，7-高温高压抗硫反应釜，8-压力调节器，9-流量控制器，10-电加热片，11-模拟井筒，12-挂片，13-回压阀，14-吸收装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述：

确定实验的模拟井筒(11)壁温度、气体温度，压力、含水量、流量后，氮气源(1)通过加压泵(5)与硫粉、水分别注入抗硫反应釜(4)，在其中充分混合，而后进入高温高压抗硫反应釜(7)并在烘箱(6)中加热，在烘箱(6)中控制气体温度及硫的相态，携带硫颗粒或硫液滴的气体依次通过压力调节器(8)、流量控制器(9)，进入模拟井筒(11)中，由于模拟井筒壁与气体存在的温度差，导致硫向模拟井筒(11)壁附着，实验的处理系统中的吸收装置(14)回收实验的硫，一定时间后，拆卸装置，将挂片(12)取出，测量其硫垢的厚度。

本实用新型的实验方案如下：

1)根据实验设定，用电加热片将模拟井筒加热至一固定温度T，入口段气体的温度(即烘箱的温度)分别为Tg₁，Tg₂，Tg₃，Tg₄，Tg₅…，流量为Q，压力为P，沉积时间为t，最终通过取出挂片，测量硫垢的厚度，可得出气体温度与模拟井筒壁间的温差对井筒硫沉积的影响。

2)根据实验设定，用电加热片将模拟井筒加热至一固定温度T，入口段气体的温度为T₁，流量为Q，压力为P，沉积时间分别为t₁，t₂，t₃，t₄，t₅…，最终通过取出挂片，测量硫垢的厚度，可得出沉积时间对井筒硫沉积的影响。

3)根据实验设定，用电加热片将模拟井筒加热至一固定温度T，入口段气体的温度为 T₁，流量为Q，压力为P，沉积时间为t，加入水V_w1，V_w2，V_w3，V_w4，V_w5….，最终通过取出挂片，测量硫垢的厚度，与方案1)中的气体温度为T₁时所结的硫垢厚度比较，可得出含水率对井筒硫沉积的影响。

4)根据实验设定，用电加热片将模拟井筒加热至一固定温度T，入口段气体的温度T₁，流量分别为Q₁，Q₂，Q₃，Q₄，Q₅…，压力为P，沉积时间为t，最终通过取出挂片，测量硫垢的厚度，可得出流速对井筒硫沉积的影响。

5)根据实验设定，用电加热片将模拟井筒加热至一固定温度T，入口段气体的温度分别为T₁，流量为Q，压力为P₁，P₂，P₃，P₄，P₅…，沉积时间为t，最终通过取出挂片，测量硫垢的厚度，可得出压力对井筒硫沉积的影响。

通过改变流速、压力、温度、含水等因素来反复实验，可得不同因素对井筒硫沉积的影响。

Claims (9)

1.一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，它包括氮气源(1)、加硫装置(2)、加水装置(3)、抗硫反应釜(4)、加压泵(5)、烘箱(6)、高温高压抗硫反应釜(7)、压力调节器(8)、流量控制器(9)、电加热片(10)、模拟井筒(11)、挂片(12)、回压阀(13)、吸收装置(14)，其特征在于：氮气源(1)、加硫装置(2)和加水装置(3)分别与抗硫反应釜(4)相连，加硫装置(2)与加水装置(3)位于抗硫反应釜(4)上端；高温高压抗硫反应釜(7)置于烘箱(6)中；压力调节器(8)位于高温高压抗硫反应釜(7)出口端处并与流量控制器(9)相连，流量控制器(9)与模拟井筒(11)相连；电加热片(10)贴于模拟井筒(11)内壁上；挂片(12)贴于模拟井筒(11)内壁，具有高导热性；回压阀(13)位于出口管线；吸收装置(14)位于出口管线出口的下端。

2.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：在抗硫反应釜(4)中氮气、硫粉和水充分混合。

3.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：烘箱(6)可控制气体的温度，通过加压泵(5)、压力调节器(8)控制压力，得到温度与压力值。

4.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：流量控制器(9)可通过控制流量以改变进入模拟井筒(11)的气体流速。

5.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：模拟井筒(11)材料为不锈钢管。

6.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：电加热片(10)贴于模拟井筒(11)壁内侧可加热模拟井筒(11)壁至所设定的温度。

7.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：挂片(12)贴于模拟井筒(11)壁内侧，导热性高与模拟井筒(11)壁的温度相等，由于与气体温度存在温度差将使硫在其上附着。

8.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：挂片(12)可拆卸，并测量最终附着在挂片的硫垢的厚度。

9.根据权利要求1所述的一种实验用测定井筒硫沉积影响因素的装置，其特征在于：吸收装置(14)为C₂S，吸收出口的硫。