CN211652061U - 一种水平井aicd智能控水阀性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置。所述测试装置包括样品罐；AICD智能控水阀工装，其与样品罐连接，并且二者之间的管路上设置有液压隔膜式计量泵、入口水分仪、入口压力表、出口水分仪和出口压力表；PLC总控平台，其与液压隔膜式计量泵、入口水分仪、入口压力表、出口水分仪和出口压力表中的一个或多个连接。本实用新型的测试装置能够通过地面试验模拟井下生产状况，用以测试AICD智能控水阀的稳油控水性能参数，为智能控水产品研发和产品的现场应用提供有效的技术支持。

Description

一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及油田水平井开采技术领域，更具体地，涉及一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置。

背景技术

目前，中国的大部分油田都已进入中高含水期，生产井的产量随含水量升高而迅速下降，使采油效益受到很大影响。水平井作为提高单井产量和转变开发方式的重要手段在油田开采中广泛应用。AICD智能控水装置以其独有的智能化控水、增油特性，为解决油井高含水难题提供了一种全新的工艺技术。AICD智能控水装置的流动阻力等级随进入其中的油水混合液的含水率的增加而增大，从而达到稳油控水的目的。AICD智能控水装置的工作性能对油井的成功开发至关重要。但是，目前国内AICD智能控水装置在水平井中应用过程中，往往根据经验确定其稳油控水性能，对其在水平段内的稳油控水性能参数无法检验。已有的智能控水装置的工作性能评价方法及装置的拆装实验过程，耗时费力，影响实验效率，测试方式存在不稳定因素等缺陷。

因此，需要开发一种智能控水产品控水性能的测试装置，以对智能控水产品控水性能的改进和完善提供技术支持，从而满足现场工况条件和急迫的市场需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置，该测试装置能够通过地面试验模拟井下生产状况，用以测试AICD智能控水阀的稳油控水性能参数，为智能控水产品研发和产品的现场应用提供有效的技术支持。

本实用新型提供了一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置，包括：样品罐，设置为盛放乳化的油水混合液；

AICD智能控水阀工装，所述AICD智能控水阀安装在所述AICD智能控水阀工装内，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口连接，出口端与所述样品罐的入口连接；所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口之间的管路上设置有液压隔膜式计量泵、入口水分仪和入口压力表，所述样品罐内的乳化的油水混合液通过所述液压隔膜式计量泵泵入所述AICD智能控水阀工装中；所述AICD智能控水阀工装的出口端与所述样品罐的入口之间的管路上设置有出口水分仪和出口压力表；所述AICD智能控水阀工装包括多个测试工装，分别为1#测试工装、2#测试工装、……和n#测试工装，所述多个测试工装分别设置在多个并列设置的测试管路上；

PLC总控平台，所述PLC总控平台与所述液压隔膜式计量泵、所述入口水分仪、所述入口压力表、所述出口水分仪和所述出口压力表中的一个或多个连接，设置为控制所述液压隔膜式计量泵向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液，并且设置为实时记录和存储所述入口水分仪、所述入口压力表、所述出口水分仪和所述出口压力表检测到的入口含水量、入口压力、出口含水量和出口压力数据，以及根据这些数据绘制不同入口流量下的AICD智能控水阀两端的压力变化曲线和油水混合液的油水比例变化曲线。

在本实用新型的实施例中，所述AICD智能控水阀工装可以包括两个测试工装，分别为1#测试工装和2#测试工装，所述1#测试工装和所述2#测试工装所在的测试管路上在所述测试工装前后分别设置有测试管路入口阀和测试管路出口阀。

在本实用新型的实施例中，所述PLC总控平台与所述液压隔膜式计量泵之间可以设置有调节变频器，所述PLC总控平台可以通过所述调节变频器控制所述液压隔膜式计量泵向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐上可以设置有加热器、乳化机和温度检测器。

在本实用新型的实施例中，所述PLC总控平台可以分别与所述加热器、所述乳化机和所述温度检测器连接，所述PLC总控平台可以设置为控制所述乳化机的启动，并且可以设置为实时记录和存储所述温度检测器检测到的温度数据并根据该温度数据控制所述加热器的启动和关闭。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐与所述AICD智能控水阀工装的入口端之间还可以设置有旁通线路，所述旁通线路上可以设置有旁通阀。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐的出口可以设置有样品罐出口控制阀，所述AICD智能控水阀工装的入口端和出口端可以分别设置有入口总闸阀和出口总闸阀。

在本实用新型的实施例中，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口之间的管路上可以设置有安全阀。

采用本申请的水平井AICD智能控水阀性能测试装置可以实现在地面模拟AICD智能控水阀在水平井下的工作状态，在不同混合比例的油水混合液流量变化的情况下，测试AICD智能控水阀的稳油控水性能参数，为掌握智能控水产品性能指标和结构改进优化设计提供依据。

具体地，本申请的测试装置包括PLC总控平台，可以精确设定并控制油水混合液进入AICD智能控水阀之前的入口流量，待测试装置运行稳定后，由PLC总控平台在线实时读取和记录油水混合液在AICD智能控水阀前后两端的压力差值和含水量变化，大大简化了测试流程，提高了实验过程的效率和准确性。

此外，本申请的测试装置包括多管路测试工装，可以同时测试多个AICD智能控水阀的性能，有效模拟井下多个智能控水阀并行工作的性能规律，较以往试验方法有了显著的改进；也可以测试不同数量的多个AICD智能控水阀共同作用时的性能，以此来对比不同数量的多个AICD智能控水阀的叠加作用效果，为AICD智能控水装置设计控水阀的数量提供数据参考；还可以一个一个交替性地测试单个AICD智能控水阀的性能，大大节约试验的准备时间，提高了实验效率，并对试验管路提供一定的冗余保护作用。

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为本实用新型实施例的水平井AICD智能控水阀性能测试装置的结构示意图。

附图中各标记的含义为：

1-样品罐；2-加热器；3-乳化机；4-温度检测器；5-调节变频器；6-旁通阀；7-入口水分仪；8-入口压力表；9-PLC总控平台；10-1#测试管路入口阀；11-1#测试工装；12-1#测试管路出口阀；13-出口压力表；14-出口水分仪；15-出口总闸阀；16-2#测试管路出口阀；17-2#测试工装；18-2#测试管路入口阀；19-安全阀；20-入口总闸阀；21-液压隔膜式计量泵；22-样品罐出口控制阀。

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。

本实用新型实施例提供了一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置。如图1所示，该测试装置包括：样品罐1、AICD智能控水阀工装和PLC总控平台9。

所述样品罐1设置为盛放乳化的油水混合液。

所述AICD智能控水阀安装在所述AICD智能控水阀工装内，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐1的出口连接，出口端与所述样品罐1的入口连接。所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐1的出口之间的管路上设置有液压隔膜式计量泵21、入口水分仪7和入口压力表8，所述样品罐1内的乳化的油水混合液通过所述液压隔膜式计量泵21泵入所述AICD智能控水阀工装中；所述AICD智能控水阀工装的出口端与所述样品罐1的入口之间的管路上设置有出口水分仪14和出口压力表13；所述AICD智能控水阀工装包括多个测试工装，分别为1#测试工装11、2#测试工装17、……和n#测试工装，所述多个测试工装分别设置在多个并列设置的测试管路上；

所述PLC总控平台9与所述液压隔膜式计量泵21、所述入口水分仪7、所述入口压力表8、所述出口水分仪14和所述出口压力表13中的一个或多个连接，设置为控制所述液压隔膜式计量泵21向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液，并且设置为实时记录和存储所述入口水分仪7、所述入口压力表8、所述出口水分仪14和所述出口压力表13检测到的入口含水量、入口压力、出口含水量和出口压力数据，以及根据这些数据绘制不同入口流量下的AICD智能控水阀两端的压力变化曲线和油水混合液的油水比例变化曲线。

如图1所示，所述AICD智能控水阀工装包括两个测试工装，分别为1#测试工装11和2#测试工装17，所述1#测试工装11前后(即入口端和出口端)分别设置有1#测试管路入口阀10和1#测试管路出口阀12，所述2#测试工装17前后(即入口端和出口端)分别设置有2#测试管路入口阀18和2#测试管路出口阀16。

在本实用新型的实施例中，所述PLC总控平台9与所述液压隔膜式计量泵21之间可以设置有调节变频器5，所述PLC总控平台9通过所述调节变频器5控制所述液压隔膜式计量泵21向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐1上可以设置有加热器2、乳化机3和温度检测器4。

所述PLC总控平台9可以分别与所述加热器2、所述乳化机3和所述温度检测器4连接，所述PLC总控平台9设置为控制所述乳化机3的启动，并且设置为实时记录和存储所述温度检测器4检测到的温度数据并根据该温度数据控制所述加热器2的启动和关闭。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐1与所述AICD智能控水阀工装的入口端之间还可以设置有旁通线路，所述旁通线路上设置有旁通阀6。

在本实用新型的实施例中，所述样品罐1的出口可以设置有样品罐出口控制阀22，所述AICD智能控水阀工装的入口端和出口端可以分别设置有入口总闸阀20和出口总闸阀15。

在本实用新型的实施例中，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐1的出口之间的管路上可以设置有安全阀19。

在本实用新型的实施例中，所述入口水分仪7和/或所述出口水分仪14可以为在线水分仪。

下面以单独测试一个AICD智能控水阀的性能为例说明本实用新型实施例的测试装置的使用过程：

采用本实用新型实施例的测试装置测试AICD智能控水阀的性能的测试过程可以包括：

(1)将需要测试的AICD智能控水阀水平安装于AICD智能控水阀工装内(可单独安装于1#测试工装11或者2#测试工装17内，用于单一的控水阀测试，也可同时安装于1#测试工装11和2#测试工装17内，用于两个控水阀并行工作测试)；下文以1#测试工装为例描述测试过程；

(2)开启乳化机3对样品罐1内的油水混合液进行乳化；

(3)打开样品罐出口控制阀22，并通过调节变频器5使液压隔膜式计量泵21输出设定的压力或流量；

(4)打开1#测试管路入口阀10，样品罐1内的乳化的油水混合液通过液压隔膜式计量泵21被泵入1#测试工装内，通过PLC总控平台9精确控制液压隔膜式计量泵21以设定的入口流量将油水混合液泵入1#测试工装内，采用入口水分仪7和入口压力表8分别检测油水混合液进入1#测试工装前的入口含水量和入口压力，检测到的入口含水量和入口压力数据实时记录和存储在PLC总控平台9内；

(5)油水混合液流经1#测试工装的AICD智能控水阀时，油水混合液的流动阻力随其中的含水量的增加而增大，测试中不考虑流量泄漏，出口流量和入口流量是一致的，采用出口水分仪14和出口压力表13分别检测油水混合液流经1#测试工装后的出口含水量和出口压力，检测到的出口含水量和出口压力数据实时记录和存储在PLC总控平台9内；

(6)油水混合液流出1#测试工装后，经过1#测试管路出口阀12和出口总闸阀15后，最终流回样品罐1；

(7)测试过程中通过温度检测器4实时监控样品罐1内油水混合液的温度，通过PLC总控平台9记录和存储该温度数据，并通过调节加热器2进行温度控制；

(8)测试完毕后，关闭液压隔膜式计量泵21，打开旁通阀6卸压，待各压力表归零后，打开1#测试工装11，取出其中的AICD智能控水阀，根据PLC总控平台9记录和存储的数据绘制不同入口流量下的AICD智能控水阀前后两端的压力变化的趋势图和油水混合液的油水比例变化趋势图。

此外，本实用新型实施例的测试装置还可以同时测试多个AICD智能控水阀的性能，具体操作为：同时将多个待测试的AICD智能控水阀工装所在的测试管路打开，以测试多个AICD智能控水阀共同作用时的性能，进而考察多个AICD智能控水筛管共同作用时的油水比例和流量压力的变化情况，或者对比多个AICD智能控水筛管共同作用相对于单个AICD智能控水筛管的性能指标的变化情况；还可以包括：测试不同数量的多个AICD智能控水阀共同作用时的性能，以此来对比不同数量的多个AICD智能控水阀的叠加作用效果，为AICD智能控水装置设计控水阀的数量提供数据参考。

在本实用新型中的描述中，需要说明的是，术语“入口端”、“出口端”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的油水混合液的流动方向所述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“设置”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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为准。

Claims (8)

1.一种水平井AICD智能控水阀性能测试装置，其特征在于，包括：

样品罐，设置为盛放乳化的油水混合液；AICD智能控水阀工装，

AICD智能控水阀工装，所述AICD智能控水阀安装在所述AICD智能控水阀工装内，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口连接，出口端与所述样品罐的入口连接；所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口之间的管路上设置有液压隔膜式计量泵、入口水分仪和入口压力表，所述样品罐内的乳化的油水混合液通过所述液压隔膜式计量泵泵入所述AICD智能控水阀工装中；所述AICD智能控水阀工装的出口端与所述样品罐的入口之间的管路上设置有出口水分仪和出口压力表；所述AICD智能控水阀工装包括多个测试工装，分别为1#测试工装、2#测试工装、……和n#测试工装，所述多个测试工装分别设置在多个并列设置的测试管路上；

PLC总控平台，所述PLC总控平台与所述液压隔膜式计量泵、所述入口水分仪、所述入口压力表、所述出口水分仪和所述出口压力表中的一个或多个连接，设置为控制所述液压隔膜式计量泵向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液，并且设置为实时记录和存储所述入口水分仪、所述入口压力表、所述出口水分仪和所述出口压力表检测到的入口含水量、入口压力、出口含水量和出口压力数据，以及根据这些数据绘制不同入口流量下的AICD智能控水阀两端的压力变化曲线和油水混合液的油水比例变化曲线。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述AICD智能控水阀工装包括两个测试工装，分别为1#测试工装和2#测试工装，所述1#测试工装和所述2#测试工装所在的测试管路上在所述测试工装前后分别设置有测试管路入口阀和测试管路出口阀。

3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述PLC总控平台与所述液压隔膜式计量泵之间设置有调节变频器，所述PLC总控平台通过所述调节变频器控制所述液压隔膜式计量泵向所述AICD智能控水阀工装中泵送设定的入口流量和压力的油水混合液。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述样品罐上设置有加热器、乳化机和温度检测器。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述PLC总控平台分别与所述加热器、所述乳化机和所述温度检测器连接，所述PLC总控平台设置为控制所述乳化机的启动，并且设置为实时记录和存储所述温度检测器检测到的温度数据并根据该温度数据控制所述加热器的启动和关闭。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述样品罐与所述AICD智能控水阀工装的入口端之间还设置有旁通线路，所述旁通线路上设置有旁通阀。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述样品罐的出口设置有样品罐出口控制阀，所述AICD智能控水阀工装的入口端和出口端分别设置有入口总闸阀和出口总闸阀。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的测试装置，其特征在于，所述AICD智能控水阀工装的入口端与所述样品罐的出口之间的管路上设置有安全阀。

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