CN207689301U - 一种气固两相流冲蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气固两相流冲蚀试验装置，属于输气管道领域。试验装置包括：空压机、缓冲罐、涡街流量计、节流器、弹性出砂袋、弹性管、测试管路、以及设置在测试管路上的测试设备。空压机、缓冲罐、涡街流量计、节流器、测试管路顺次连接并导通；弹性管的一端与节流器的侧壁连接并导通，另一端与弹性出砂袋内装填的砂粒表面接触。本实用新型实施例提供的试验装置，通过节流器、弹性管、弹性出砂袋的配合作用，使得砂粒能够在负压作用下吸入节流器并进入测试管路，不仅利于提高砂粒分散性，且利于增强冲蚀作用，即使当砂粒浓度较高时，仍然可以对该高浓度的砂粒进行分散，准确模拟现场分散出砂工况。

Description

一种气固两相流冲蚀试验装置

技术领域

本实用新型涉及输气管道领域，特别涉及一种气固两相流冲蚀试验装置。

背景技术

在油气田开发过程中，其采出气中含有大量的岩屑颗粒，当进入输气管道内部时，会对输气管道及其上的作业设备造成冲蚀和磨损，严重时会导致输气管道刺穿或断裂以及作业设备损坏。所以，在输气管道和作业设备应用之前，需要对它们进行气固两相流冲蚀管路试验，以确定是否实用。可见，提供一种气固两相流冲蚀试验装置是十分必要的。

现有技术提供了这样一种气固两相流冲蚀试验装置，其包括：输砂管路、与出砂罐侧壁垂直连通的一段输砂管路、与输砂管路的终端通过弯头连接的测试管路、与的测试管路尾部终端连接的气砂分离器。其中，测试管路由多个管路通过弯头连接，并且，其上设置有测试设备。应用时，通过向装填有砂粒的出砂罐上部和中部通入高压气体，使砂粒由出砂罐进入输砂管路然后进入测试管路内部进行冲蚀试验。

设计人发现现有技术至少存在以下技术问题：

该试验装置无法使砂粒有效分散，喷出的砂浓度高，无法准确模拟现场分散出砂工况。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种气固两相流冲蚀试验装置，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一种气固两相流冲蚀试验装置，所述试验装置包括：空压机、缓冲罐、涡街流量计、节流器、弹性出砂袋、弹性管、测试管路、以及设置在所述测试管路上的测试设备；

所述空压机、所述缓冲罐、所述涡街流量计、所述节流器、所述测试管路顺次连接并导通；

所述弹性管的一端与所述节流器的侧壁连接并导通，另一端与所述弹性出砂袋内装填的砂粒表面接触。

在一种可能的实现方式中，所述缓冲罐的进口和出口均设置有调节阀。

在一种可能的实现方式中，所述节流器与所述测试管路之间还设置有缓冲管路。

在一种可能的实现方式中，所述测试管路与所述缓冲管路通过弯头连接。

在一种可能的实现方式中，所述试验装置还包括：砂粒收集器，所述砂粒收集器与所述测试管路的末端连通。

在一种可能的实现方式中，所述砂粒收集器的壁上设置有通气孔。

在一种可能的实现方式中，所述节流器为文丘里管，所述文丘里管内部具有节流腔；

所述弹性管与所述节流腔连通。

在一种可能的实现方式中，所述文丘里管的侧壁下部设置有与所述节流腔连通的连接管；

所述连接管与所述弹性管连接并导通。

在一种可能的实现方式中，所述弹性管包括：自上而下顺次形成的连接段和抽吸段；

所述连接段与所述连接管连接并导通；

所述抽吸段成喇叭口状，与所述弹性出砂袋内装填的砂粒表面接触。

在一种可能的实现方式中，所述抽吸段的外壁还与所述弹性出砂袋通过卡子连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型实施例提供的试验装置，应用时，通过打开空压机使高压气体首先进入缓冲罐内进行稳压缓冲，随后经涡街流量计进行流量测量，以获取用于试验的气体用量。随后，高压气体进入节流器进行节流，形成负压，从而使弹性出砂袋内装填的砂粒经弹性管吸入节流器，最终进入测试管路，来对测试管路及其上的测试设备进行冲蚀试验。其中，通过使弹性管的一端与节流器的侧壁连接并导通，另一端与弹性出砂袋内装填的砂粒表面接触，使得弹性管的端部随着砂粒表面的下降而下降，实现主动吸砂。可见，本实用新型实施例提供的试验装置，通过节流器、弹性管、弹性出砂袋的配合作用，使得砂粒能够在负压作用下吸入节流器并进入测试管路，不仅利于提高砂粒分散性，且利于增强冲蚀作用，即使当砂粒浓度较高时，仍然可以对该高浓度的砂粒进行分散，准确模拟现场分散出砂工况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的气固两相流冲蚀试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的弹性管与弹性出砂袋的配合关系示意图。

附图标记分别表示：

1-空压机，

2-缓冲罐，

3-涡街流量计，

4-节流器，

5-弹性出砂袋，

6-弹性管，601-连接段，602-抽吸段，

7-测试管路，

8-测试设备，

9-调节阀，

10-缓冲管路，

11-砂粒收集器。

具体实施方式

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种气固两相流冲蚀试验装置，如附图1所示，试验装置包括：空压机1、缓冲罐2、涡街流量计3、节流器4、弹性出砂袋5、弹性管6、测试管路7、以及设置在测试管路7上的测试设备8。其中，空压机1、缓冲罐2、涡街流量计3、节流器4、测试管路7顺次连接并导通。弹性管6的一端与节流器4的侧壁连接并导通，另一端与弹性出砂袋5内装填的砂粒表面接触。

本实用新型实施例提供的试验装置，应用时，通过打开空压机1使高压气体首先进入缓冲罐2内进行稳压缓冲，随后经涡街流量计3进行流量测量，以获取用于试验的气体用量。随后，高压气体进入节流器4进行节流，形成负压，从而使弹性出砂袋5内装填的砂粒经弹性管6吸入节流器4，最终进入测试管路7，来对测试管路7及其上的测试设备8进行冲蚀试验。其中，通过使弹性管6的一端与节流器4的侧壁连接并导通，另一端与弹性出砂袋5内装填的砂粒表面接触，使得弹性管6的端部随着砂粒表面的下降而下降，实现主动吸砂。可见，本实用新型实施例提供的试验装置，通过节流器4、弹性管6、弹性出砂袋5的配合作用，使得砂粒能够在负压作用下吸入节流器4并进入测试管路7，不仅利于提高砂粒分散性，且利于增强冲蚀作用，即使当砂粒浓度较高时，仍然可以对该高浓度的砂粒进行分散，准确模拟现场分散出砂工况。

可以理解的是，空压机1、缓冲罐2、涡街流量计3、节流器4、测试管路7之间的顺次连接可通过多个连接管线来实现。

示例地，空压机1的规格可以选用排量为2.4m³/min，排气压力为1.3MPa。缓冲罐2可以选用体积为1m³。涡街流量计3可以使其计量范围为10～50m/s。

进一步地，如附图1所示，本实用新型实施例在缓冲罐2的进口和出口均设置有调节阀9，以调节进入缓冲罐2内的气体流量，以及进入节流器4中的气体流量，使得冲蚀试验的测试更加准确可控。其中，该调节阀9可以选用Q47F-16C球阀，并且，该调节阀9通过与缓冲罐2进口和出口处的连接管线通过法兰连接来实现设置在缓冲罐2的进出口处。

为了进一步提高砂粒的分散性，本实用新型实施例中，如附图1所示，在节流器4与测试管路7之间还设置有缓冲管路10。如此设置，可使来自节流器4的砂粒在缓冲管路10内进行均匀分散，防止团乱流，随后进入测试管路7内，以精确模拟现场工况，提高冲蚀试验的准确度。为了精确模拟现场工况，使测试管路7与缓冲管路10通过弯头连接。

本领域技术人员可以理解的是，根据实际现场工况，测试管路7可以包括多个通过弯头连接的子管段，例如，通过弯头顺次连接的第一水平管段、第一竖直管段、第二水平管段、第二竖直管段等。

为了防止砂粒浪费，如附图1所示，该试验装置还包括：砂粒收集器11，砂粒收集器11与测试管路7的末端连通，以收集冲蚀试验后的砂粒。由于砂粒将与气体一同从测试管路7末端排出，为了能够使气砂分离，砂粒收集器11的壁上设置有通气孔，以及时排出气体，余留砂粒。示例地，该砂粒收集器11可以采用麻袋。

本实用新型实施例中，使用节流器4来为吸入砂粒提供负压，其中，节流器4为文丘里管，文丘里管内部具有节流腔；弹性管6与节流腔连通。可以理解的是，文丘里管的中部具有节流腔，并且，使弹性管6与节流腔连通，以确保负压吸砂。

考虑到负压吸入时具有较大的冲力，为了防止弹性管6脱离节流器4，在文丘里管的侧壁下部设置有与节流腔连通的连接管；连接管与弹性管6连接并导通。

举例来说，连接管可以为硬质钢管或者硬质塑管，其与弹性管6连接的端部外壁上可以设置有螺纹状环凸，以提高两者的连接紧固性。

示例的，该文丘里管的选用规格可符合DN50～DN100，符合标准lS05167或GSfT2624，公称直径：50mm≤DN≤100mm；节流孔径比β：0.3≤β≤0.75；雷诺数范围：2×105≤ReD≤2×106；精度等级：1级。

上述提及，基于弹性管6和弹性出砂袋5的使用，使得弹性管6的端部随着砂粒表面的下降而下降，实现主动吸砂。为了优化上述效果，同时提高吸砂量，如附图2所示，该弹性管6包括：自上而下顺次形成的连接段601和抽吸段602；连接段601与连接管连接并导通；抽吸段602成喇叭口状，与弹性出砂袋5内装填的砂粒表面接触。

进一步地，为了确保在砂面下降过程中，弹性管6不会脱离弹性出砂袋5，弹性管6始终与弹性出砂袋5的内部砂面接触，抽吸段602的外壁还与弹性出砂袋5通过卡子连接。应用时，可将弹性出砂袋5的开口于弹性管6通过卡子卡接在一起，并使弹性出砂袋5内部密封。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气固两相流冲蚀试验装置，其特征在于，所述试验装置包括：空压机(1)、缓冲罐(2)、涡街流量计(3)、节流器(4)、弹性出砂袋(5)、弹性管(6)、测试管路(7)、以及设置在所述测试管路(7)上的测试设备(8)；

所述空压机(1)、所述缓冲罐(2)、所述涡街流量计(3)、所述节流器(4)、所述测试管路7顺次连接并导通；

所述弹性管(6)的一端与所述节流器(4)的侧壁连接并导通，另一端与所述弹性出砂袋(5)内装填的砂粒表面接触。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述缓冲罐(2)的进口和出口均设置有调节阀(9)。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述节流器(4)与所述测试管路(7)之间还设置有缓冲管路(10)。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述测试管路(7)与所述缓冲管路(10)通过弯头连接。

5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括：砂粒收集器(11)，所述砂粒收集器(11)与所述测试管路(7)的末端连通。

6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于，所述砂粒收集器(11)的壁上设置有通气孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的试验装置，其特征在于，所述节流器(4)为文丘里管，所述文丘里管内部具有节流腔；

所述弹性管(6)与所述节流腔连通。

8.根据权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述文丘里管的侧壁下部设置有与所述节流腔连通的连接管；

所述连接管与所述弹性管(6)连接并导通。

9.根据权利要求8所述的试验装置，其特征在于，所述弹性管(6)包括：自上而下顺次形成的连接段(601)和抽吸段(602)；

所述连接段(601)与所述连接管连接并导通；

所述抽吸段(602)成喇叭口状，与所述弹性出砂袋(5)内装填的砂粒表面接触。

10.根据权利要求9所述的试验装置，其特征在于，所述抽吸段(602)的外壁还与所述弹性出砂袋(5)通过卡子连接。