CN206668257U - 一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气藏开发工程技术领域的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，它主要由矩形箱体、箱体进口、球阀A、气体流量计、空压机、砂漏斗、球阀B、液体流量计、水泵、小型贮水罐、高速摄像机、计算机监测系统、压力传感器、套管接头、混合物出口、气液固三相分离器、流化床干燥器、砂收集桶、内管、外管和环形封堵块组成。小型贮水罐依次与水泵、液体流量计和球阀B相连，空压机依次与气体流量计、球阀A和箱体进口相连的同时与砂漏斗并联，内管和外管位于矩形箱体的中部，混合物出口与气液固三相分离器相连。本实用新型使用方便快捷，能很好的模拟产水和出砂对单井井筒的影响。

Description

一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置

技术领域

本实用新型涉及气藏开发工程技术领域的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置。

背景技术

在气藏开发过程中，对于自喷气藏而言随着对气藏的不断开发地层压力将下降，此时地层水的侵入和凝析水的析出将极大的影响气藏的产量和产能。气井的产水将严重影响整个气田的储量评估及开发方案，若在气井产水的过程中出现井底出砂的情况，这将对整个气井开发带来巨大的困难。在气井产水和出砂后，整个井筒内的流动状态将发生改变，且随着产水和出砂量的不同，井筒内的流动状态将发生改变。目前国内外对单井气井产水后在井筒内的流动情况有许多研究；但对既产水又出砂的复杂工况方面的研究较少，在实际生产过程中这种复杂的工况是存在的，一旦出现这种复杂的工况若不能及时采取相应的措施，这将影响整个气井的产能，严重时还有可能发生事故。因此，对于气田而言单井气井产水又出砂的情况有必要在实验室内进行研究；若能发明一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置对这种复杂的工况进行分析，这将对现场采取相应的措施具有重要的指导意义。

发明内容

本实用新型目的是：提供了一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，主要由矩形箱体、箱体进口、球阀A、气体流量计、空压机、砂漏斗、球阀B、液体流量计、水泵、小型贮水罐、高速摄像机、计算机监测系统、压力传感器、套管接头、混合物出口、气液固三相分离器、流化床干燥器、砂收集桶、内管、外管和环形封堵块组成。小型贮水罐依次与水泵、液体流量计和球阀B相连，空压机依次与气体流量计、球阀A和箱体进口相连的同时与砂漏斗并联，内管和外管位于矩形箱体的中部，混合物出口与气液固三相分离器相连。矩形箱体采用透明高强度PC材料制作而成，承压2MPa；矩形箱体左右两边分别设有两个箱体进口且呈对称式设计；内管和外管设于矩形箱体的中部；内管和外管采用透明亚克力玻璃制作而成，承压1.5MPa；且内管厚度为外管厚度的1.5倍；砂漏斗内的砂颗粒平均粒径为1mm。在内管左上部和矩形箱体上部分别设有压力传感器，用于监测整个实验过程压力的变化情况；在整个实验模拟过程中空压机提供的气体模拟实际工况下发生地层产气，小型贮水罐内的水模拟实际工况下发生地层出水，砂漏斗内的砂颗粒模拟实际工况下发生地层出砂，环形封堵块模拟实际工况下井底的封隔器。

本实用新型的优点：使用方便快捷，能很好的模拟产水和出砂后，在井筒内的流动变化情况；整个实验对水和砂颗粒进行重新回收利用，节约资源。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置的结构示意图。

图中：1.矩形箱体，2.箱体进口，3.球阀A，4.气体流量计，5.空压机，6.砂漏斗，7.球阀B，8.液体流量计，9.水泵，10.小型贮水罐，11.高速摄像机，12.计算机监测系统，13.压力传感器，14.套管接头，15.混合物出口，16.气液固三相分离器，17.流化床干燥器，18.砂收集桶，19.内管，20.外管，21.环形封堵块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，主要由矩形箱体1、箱体进口2、球阀A3、气体流量计4、空压机5、砂漏斗6、球阀B7、液体流量计8、水泵9、小型贮水罐10、高速摄像机11、计算机监测系统12、压力传感器13、套管接头14、混合物出口15、气液固三相分离器16、流化床干燥器17、砂收集桶18、内管19、外管20和环形封堵块21组成。小型贮水罐10依次与水泵9、液体流量计8和球阀B7相连，空压机5依次与气体流量计4、球阀A3和箱体进口2相连的同时与砂漏斗6并联，内管19和外管20位于矩形箱体1的中部，混合物出口15与气液固三相分离器16相连。

如图1所示，具体模拟过程为：首先打开空压机5，使气体通过气体流量计4和球阀A3后，从矩形箱体1左右两边的箱体进口2进入箱体，气体在矩形箱体1内从左右两边向中间流动，最终从内管19底部往上流动并通过混合物出口15流出。待计算机监测系统12内显示的压力趋于稳定时，打开水泵9，使小型贮水罐10内的水依次经过水泵9、液体流量计8和球阀B7后与气体一起从箱体进口2进入箱体并在内管19内往上流动，通过调节球阀B7的开度可清楚的观察到产水量的大小在井筒内流态的变化情况；产水实验完成后将球阀B7开度关到最小，然后同时打开球阀B7和砂漏斗6使砂颗粒、水和气体一起进入矩形箱体1内，并在内管19内从下往上流动，通过调节球阀B7和砂漏斗6开度的大小可观察到井筒内流态的变化情况，气体、砂颗粒和水最终从混合物出口15流出并进入气液固三相分离器16进行分离，分离出的气体直接流入大气，分离出的液体进入小型贮水罐10进行循环使用，分离出的砂颗粒进入流化床干燥器17进行干燥，最终进入砂收集桶18进行重新循环使用，即整个模拟过程结束。整个实验过程通过高速摄像机11进行记录，其实验结果与实验现象将对现场实际工程具有重要意义。

Claims (5)

1.一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，主要由矩形箱体(1)、箱体进口(2)、球阀A(3)、气体流量计(4)、空压机(5)、砂漏斗(6)、球阀B(7)、液体流量计(8)、水泵(9)、小型贮水罐(10)、高速摄像机(11)、计算机监测系统(12)、压力传感器(13)、套管接头(14)、混合物出口(15)、气液固三相分离器(16)、流化床干燥器(17)、砂收集桶(18)、内管(19)、外管(20)和环形封堵块(21)组成，其特征在于：小型贮水罐(10)依次与水泵(9)、液体流量计(8)和球阀B(7)相连，空压机(5)依次与气体流量计(4)、球阀A(3)和箱体进口(2)相连的同时与砂漏斗(6)并联，内管(19)和外管(20)位于矩形箱体(1)的中部，混合物出口(15)与气液固三相分离器(16)相连。

2.根据权利要求1所述的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，其特征在于：矩形箱体(1)采用透明高强度PC材料制作而成，承压2MPa；矩形箱体(1)左右两边分别设有两个箱体进口(2)且呈对称式设计；内管(19)和外管(20)设于矩形箱体(1)的中部。

3.根据权利要求1所述的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，其特征在于：内管(19)和外管(20)采用透明亚克力玻璃制作而成，承压1.5MPa；且内管(19)厚度为外管(20)厚度的1.5倍；砂漏斗(6)内的砂颗粒平均粒径为1mm。

4.根据权利要求1所述的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，其特征在于：在内管(19)左上部和矩形箱体(1)上部分别设有压力传感器(13)，用于监测整个实验过程压力的变化情况。

5.根据权利要求1所述的一种模拟产水和出砂对单井气井井筒影响的实验装置，其特征在于：在整个实验模拟过程中空压机(5)提供的气体模拟实际工况下发生地层产气，小型贮水罐(10)内的水模拟实际工况下发生地层出水，砂漏斗(6)内的砂颗粒模拟实际工况下发生地层出砂，环形封堵块(21)模拟实际工况下井底的封隔器。