CN206609605U - 用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，包括并联的水相单相实验段(13)、油相单相实验段(14)和油水混合相实验段(15)，水相单相实验段(13)、油相单相实验段(14)和油水混合相实验段(15)均与总管线(17)连接。该用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置可以模拟遇水层、油层、油水混合层三种不同地层情况下的控水装置使用效果，不但测试范围较大而且效率高。

Description

用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置。

背景技术

目前，在采油系统中通常用到控水装置来控制地层流体的流入速度，使得油能够快速产出，水能够减缓产出，达到增油减水的目的。但是，对于不同的地层压力、地层产量，需要匹配不同参数的控水装置，而采油下井实验成本高，实验效果周期长、不明显，会对选用不同参数的控水装置带来很大困难。

而选型不当会造成控水装置增油减水效果不明显，给采油增产带来很大的不便。因此，设计一种成本经济、操作简便、效果明显的控水装置实验装置是该相关领域人员需要解决的技术问题。

目前控水装置在国内的发展较慢，没有较好的设备成型，因此对于控水装置的实验装置也不多，如中国专利CN 204832945U，公开日期2015年12月2日，公开的《一种测试控水装置不同含水率节流性能的试验装置》，该试验装置能够测试控水装置不同含水率节流性能，可以用于测试不同节流控水装置在油水混合物流过时产生的节流阻力的变化，进而更加全面准确的评价不同节流控水装置的稳油控水能力。但只能够测试油水混合物的节流阻力，且动力源不稳定，测试结果不准确。

另外，该试验装置只考虑了油水混合物流过的情况，不能够全面的对纯油、纯水的情况进行分析，由于其设计装置回路简单，只能做单个实验。其齿轮泵由于其性能原因，会产生很大的波动压力，对于实验结果有着非常大的影响。其方案通过计时器等人工方式进行数据处理，不能够及时有效的对实验数据进行收集和分析。

实用新型内容

为了解决现有控水装置的试验测试设备测试范围较小的问题，本实用新型提供了一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，该用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置可以模拟遇水层、油层、油水混合层三种不同地层情况下的控水装置使用效果，不但测试范围较大而且效率高。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，包括并联的水相单相实验段、油相单相实验段和油水混合相实验段，水相单相实验段、油相单相实验段和油水混合相实验段均与总管线连接；水相单相实验段含有用于储存水的储水罐和用于安放待测控水装置的第一控水装置实验台，储水罐和第一控水装置实验台通过第一实验管线串联；油相单相实验段含有用于储存油的储油罐和用于安放待测控水装置的第二控水装置实验台，储油罐和第二控水装置实验台通过第二实验管线串联；油水混合相实验段含有用于储存油水混合物的油水混合罐和用于安放待测控水装置的第三控水装置实验台，油水混合罐和第三控水装置实验台通过第三实验管线串联。

沿该第一实验管线的一端向该第一实验管线的另一端的方向，储水罐和第一控水装置实验台依次设置，该第一实验管线的一端与该总管线连接，该总管线连接有能够向该第一实验管线内注气的气源，该第一实验管线的另一端连接有计量水罐。

该第一实验管线上还设有阀门和压力显示器，阀门和压力显示器位于该第一实验管线的一端和储水罐之间，储水罐和计量水罐之间设有用于将计量水罐中的水输送至储水罐内的回水管线，该回水管线上设有柱塞泵。

沿该第二实验管线的一端向该第二实验管线的另一端的方向，储油罐和第二控水装置实验台依次设置，该第二实验管线的一端与该总管线连接，该总管线连接有能够向该第二实验管线内注气的气源，该第二实验管线的另一端连接有计量油罐。

该第二实验管线上还设有阀门和压力显示器，阀门和压力显示器位于该第二实验管线的一端和储油罐之间，储油罐和计量油罐之间设有用于将计量油罐中的油输送至储油罐内的回油管线，该回油管线上设有柱塞泵。

沿该第三实验管线的一端向该第三实验管线的另一端的方向，油水混合罐和第三控水装置实验台依次设置，该第三实验管线的一端与该总管线连接，该总管线连接有能够向该第三实验管线内注气的气源，该第三实验管线的另一端连接有油水混合计量罐。

该第三实验管线上还设有阀门和压力显示器，阀门和压力显示器位于该第三实验管线的一端和油水混合罐之间。

储水罐的顶部连接有放压阀门。

储水罐的底部设置有放料口。

储水罐、储油罐和油水混合罐的结构相同。

本实用新型的有益效果是：

1、能够同时模拟地层中的真实状况，包括纯水层，纯油层，以及不同比例的油水混合层。

2、实验可以变压及变流量，并且实验为并联状态，可以单独，也可以同时进行纯水、纯油、油水混合实验。

3、实验动力源为氮气瓶，可以提供可靠有效的稳压，避免泵作为动力源而产生的波动压力。

4、经济、方便，解决了当前下井实验高成本的问题。

5、计算机控制记录，能够实时的了解不同时间的实验状况，及时记录。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置的总体结构示意图。

1、气源；2、阀门；3、压力显示器；4、放压阀门；5、储油罐；6、储水罐；7、控水装置实验台；8、柱塞泵；9、油水混合罐；10、油水混合计量罐；11、计量油管；12、计量水罐；13、水相单相实验段；14、油相单相实验段；15、油水混合相实验段；16、放料口；17、总管线；

71、第一控水装置实验台；72、第二控水装置实验台；73、第三控水装置实验台。

具体实施方式

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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，包括并联的水相单相实验段13、油相单相实验段14和油水混合相实验段15，水相单相实验段13、油相单相实验段14和油水混合相实验段15均与总管线17连接；水相单相实验段13含有用于储存水的储水罐6和用于安放待测控水装置的第一控水装置实验台71，储水罐6和第一控水装置实验台71通过第一实验管线串联；油相单相实验段14含有用于储存油的储油罐5和用于安放待测控水装置的第二控水装置实验台72，储油罐5和第二控水装置实验台72通过第二实验管线串联；油水混合相实验段15含有用于储存油水混合物的油水混合罐9和用于安放待测控水装置的第三控水装置实验台73，油水混合罐9和第三控水装置实验台73通过第三实验管线串联，如图1所示。

使用时，将待测控水装置安放于控水装置实验台7(控水装置实验台7具体的分为第一控水装置实验台71、第二控水装置实验台72和第三控水装置实验台73)上后，将实验管线分别与待测控水装置的入口和出口连接，如中国专利CN 204832945U所示，本实用新型不再详细介绍。

在本实施例中，沿该第一实验管线的一端向该第一实验管线的另一端的方向，储水罐6和第一控水装置实验台71依次设置，该第一实验管线的一端与该总管线17连接，该总管线17连接有能够向该第一实验管线内注气的气源1，该第一实验管线的另一端连接有计量水罐12。该第一实验管线上还设有阀门2和压力显示器3，阀门2和压力显示器3位于该第一实验管线的一端和储水罐6之间，储水罐6和计量水罐12之间设有用于将计量水罐12中的水输送至储水罐6内的回水管线，该回水管线上设有小型的柱塞泵8。

在本实施例中，沿该第二实验管线的一端向该第二实验管线的另一端的方向，储油罐5和第二控水装置实验台72依次设置，该第二实验管线的一端与该总管线17连接，该第二实验管线的另一端连接有计量油罐11。该第二实验管线上还设有阀门2和压力显示器3，阀门2和压力显示器3位于该第二实验管线的一端和储油罐5之间，储油罐5和计量油罐11之间设有用于将计量油罐11中的油输送至储油罐5内的回油管线，该回油管线上设有小型的柱塞泵8。

在本实施例中，沿该第三实验管线的一端向该第三实验管线的另一端的方向，油水混合罐9和第三控水装置实验台73依次设置，该第三实验管线的一端与该总管线17连接，该第三实验管线的另一端连接有油水混合计量罐10。该第三实验管线上还设有阀门2和压力显示器3，阀门2和压力显示器3位于该第三实验管线的一端和油水混合罐9之间，如图1所示。

在本实施例中，储水罐6的顶部连接有放压阀门4。在进行实验和实验结束后，通过手动控制阀门，进行憋压和放压。储水罐6的底部设置有放料口16。在实验前后，可以通过放料口16排出罐中的液体。放料口16可以设有两个，若其中一个损坏，还可以采用另一个进行采样，不影响实验。

在本实施例中，气源1为氮气瓶，储油罐5、储水罐6和油水混合罐9的容积均为10L圆筒罐，容量大且便于保存不同性质的油品，储水罐6、储油罐5和油水混合罐9的结构相同。另外，为了方便维修实验装置，实验装置整体各部分均由螺丝扣连接，可进行拆卸更换。

通过本实施例实验装置进行实验，可以模拟不同地层产量、地层压力下的控水装置的使用效果，其中，水相单相实验段13可以模拟地层遇出水层时控水装置的使用情况，油相单相实验段14可以模拟地层遇出水层时控水装置的使用效果，油水混合相实验段15可以模拟地层中遇不同比例油水混合层时控水装置的使用效果，并通过计量罐、阀门2调节流量，分别计算定量体积液体流速，分析压力显示器3显示和流速数值结果，即可得出各不同参数的控水装置在水、油相单相状态下的使用效果。

采用本实施中所述用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置进行水、油相单相实验，其具体步骤为：

步骤1、将水、油相液体分别加满入储水罐4与储油罐5中，并将控水装置放入控水装置实验台7中，关闭放压阀门4、实验管线上各阀门2，观察各压力显示器3使其显示为零。

步骤2、开启气源1，打开阀门2，观察压力显示器3变化，待压力显示器3数值稳定开始记录实验结果。

步骤3、由低到高不断给定固定的不同气源1的压力，通过压力显示器3数值显示控制气源1压力，分别记录不同压力条件下定量体积液体流速、各压力显示器3压力值。

步骤4、在一次实验结束后，可以开启两个柱塞泵8，可以将水相与油相循环进入储水罐6、储油罐5中，可以对油、水反复利用。

步骤5、整理不同压力下的定量体积下的油、水相单相定量体积液体流速以及对应的各压力显示器3的压力值，分析不同参数对应的压力、流速数值，找出不同参数的控水装置对不同地层压力、地层产量的使用效果规律。

步骤6、实验结束后，关闭气源1，关闭电源，打开放压阀门4，排出储水罐6、储油罐5内的液体，清洁干燥储水罐6、储油罐5，备用。

采用本实施中所述用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置进行油、水混合相实验，其具体步骤为：

步骤1、在水、油相单相实验后或重新实验将水、油相液体分别加满入储水罐6与储油罐5中，并将控水装置放入控水装置实验台7中，打开阀门2，控制气源1开启少量压力，混合预定比例的油水体积进入油水混合罐。

步骤2、关闭气源1，打开放压阀门4，使各压力显示器3显示数值为零，并通过放样口进行放样，测定油、水混合比例是否与预定比例相同。

步骤3、开启气源1，打开阀门2，观察压力显示器3的变化，待压力显示器3数值稳定开始记录实验结果。

步骤4、由低到高不断给定固定的不同气源1压力，通过压力显示器3数值显示控制气源1压力，分别记录不同压力条件下定量体积液体流速、各压力显示器3压力值。

步骤5、整理不同压力下的定量体积下的油、水相单相定量体积液体流速以及对应的各压力显示器压力值，分析不同参数对应的压力、流速数值，找出不同参数的控水装置对不同地层压力、地层产量的使用效果规律。

步骤6、实验结束后，关闭气源1，关闭电源，打开放压阀门4，将油水混合相排出处理。

以上实例表明，与现有的通过采油下井实验来确定不同参数的控水装置对于控水效果影响规律不同的是，首先，本实用新型实施例，通过气源1模拟地层压力，并且压力值可以通过阀门2、压力显示器3调节，而且可以模拟遇水层、油层、油水混合层三种不同地层情况下的控水装置使用效果，在油水混合相中还可以模拟不同油品、油水比例的地层状况；最后，储水罐6、储油罐5、油水混合罐9使用的全过程使用计量罐控制液体体积，精度更高，操作更便捷。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，该用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置包括并联的水相单相实验段(13)、油相单相实验段(14)和油水混合相实验段(15)，水相单相实验段(13)、油相单相实验段(14)和油水混合相实验段(15)均与总管线(17)连接；

水相单相实验段(13)含有用于储存水的储水罐(6)和用于安放待测控水装置的第一控水装置实验台(71)，储水罐(6)和第一控水装置实验台(71)通过第一实验管线串联；

油相单相实验段(14)含有用于储存油的储油罐(5)和用于安放待测控水装置的第二控水装置实验台(72)，储油罐(5)和第二控水装置实验台(72)通过第二实验管线串联；

油水混合相实验段(15)含有用于储存油水混合物的油水混合罐(9)和用于安放待测控水装置的第三控水装置实验台(73)，油水混合罐(9)和第三控水装置实验台(73)通过第三实验管线串联。

2.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，沿该第一实验管线的一端向该第一实验管线的另一端的方向，储水罐(6)和第一控水装置实验台(71)依次设置，该第一实验管线的一端与该总管线(17)连接，该总管线(17)连接有能够向该第一实验管线内注气的气源(1)，该第一实验管线的另一端连接有计量水罐(12)。

3.根据权利要求2所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，该第一实验管线上还设有阀门(2)和压力显示器(3)，阀门(2)和压力显示器(3)位于该第一实验管线的一端和储水罐(6)之间，储水罐(6)和计量水罐(12)之间设有用于将计量水罐(12)中的水输送至储水罐(6)内的回水管线，该回水管线上设有柱塞泵(8)。

4.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，沿该第二实验管线的一端向该第二实验管线的另一端的方向，储油罐(5)和第二控水装置实验台(72)依次设置，该第二实验管线的一端与该总管线(17)连接，该总管线(17)连接有能够向该第二实验管线内注气的气源(1)，该第二实验管线的另一端连接有计量油罐(11)。

5.根据权利要求4所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，该第二实验管线上还设有阀门(2)和压力显示器(3)，阀门(2)和压力显示器(3)位于该第二实验管线的一端和储油罐(5)之间，储油罐(5)和计量油罐(11)之间设有用于将计量油罐(11)中的油输送至储油罐(5)内的回油管线，该回油管线上设有柱塞泵(8)。

6.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，沿该第三实验管线的一端向该第三实验管线的另一端的方向，油水混合罐(9)和第三控水装置实验台(73)依次设置，该第三实验管线的一端与该总管线(17)连接，该总管线(17)连接有能够向该第三实验管线内注气的气源(1)，该第三实验管线的另一端连接有油水混合计量罐(10)。

7.根据权利要求6所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，该第三实验管线上还设有阀门(2)和压力显示器(3)，阀门(2)和压力显示器(3)位于该第三实验管线的一端和油水混合罐(9)之间。

8.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，储水罐(6)的顶部连接有放压阀门(4)。

9.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，储水罐(6)的底部设置有放料口(16)。

10.根据权利要求1所述的用于测试采油系统的控水装置的模拟实验装置，其特征在于，储水罐(6)、储油罐(5)和油水混合罐(9)的结构相同。