CN213516755U - 流体减阻实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流体减阻实验装置，涉及油气开发技术领域，用于解决相关流体减阻效果实验装置测试不准确的技术问题，该流体减阻实验装置包括待测试流体储存罐，其设有导出口和回流口；循环管道，一端与导出口连通，另一端与回流口连通，循环管道上设有减阻剂注入口；驱动泵设置在循环管道的位于减阻剂注入口与导出口之间的部分，用于带动待测试流体在循环管道内流动；变频器，用于调节驱动泵的转速；流量计，用于测试待测试流体的流量；第一压差计，设置在循环管道的位于减阻剂注入口沿待测试流体流动方向的下游位置，用于测试待测试流体流经预设距离后的压力差。本实用新型提供的流体减阻实验装置测试准确。

Description

流体减阻实验装置

技术领域

本实用新型涉及油气开发技术领域，尤其涉及一种流体减阻实验装置。

背景技术

减阻剂(Drag reduction additives，DRA)是具有减少阻力作用的到高分子化合物，可以取得提高流量、降低能耗等效果，可以用于原油输送。减阻剂的减阻效果可以用减阻率评定，即在流体中加入减阻剂后，在流量恒定时，预设长度的流体表现为压力降低。

减阻剂减阻效果实验装置包括储存罐、回收罐、测试管路、回收管路、气体供给组件和减阻剂注入组件；储存罐内设有待测试流体，测试管路的两端分别与储存罐和回收罐连通，测试管路上设有压力计和流量计，气体供给组件可以包括压缩气体储存罐，压缩气体储存罐与储存罐连通，压缩气体储存罐向储存罐内冲注气体，可以驱动待测试流体经测试管路流向回收罐，流动过程中压力计和流量计测得所需的压力值和流量值。其中，回收管路的两端分别与储存罐和回收罐连通，回收管路上设置齿轮泵，用于将回收罐内的流体导回储存罐，减阻剂注入组件设置在回收管路上，在导回流体时，将减阻剂注入流体内。然后重复上述测试流体流量与压力的过程测试加入减阻剂后的流体的流量与压力。

然而，使用具有设定压力气体驱动流体流动的方式，会有部分气体与流体融合，影响流体的压力与流速，进而影响减阻率测试的准确性。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供一种流体减阻实验装置，测试准确。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种流体减阻实验装置，其包括：待测试流体储存罐，所述待测试流体储存罐上设有导出口和回流口；循环管道，所述循环管道的一端与所述导出口连通，所述循环管道的另一端与所述回流口连通，所述循环管道上还设有减阻剂注入口；驱动泵，所述驱动泵设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口与所述导出口之间的部分，用于带动待测试流体在所述循环管道内流动；变频器，所述变频器与所述驱动泵电连接，用于调节所述驱动泵的转速；流量计，所述流量计设置在所述循环管道上，用于测试所述待测试流体的流量；第一压差计，所述第一压差计设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口沿所述待测试流体流动方向的下游位置，用于测试所述待测试流体流经预设距离后的压力差。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述待测试流体储存罐包括第一储存罐和第二储存罐，所述第一储存罐用于容置第一待测试流体，所述第二储存罐用于容置第二待测试流体；所述循环管道包括第一分管道和第二分管道，所述第一分管道的入口和所述第一储存罐的导出口连通，所述第二分管道的入口与所述第二储存罐的导出口连通；所述驱动泵包括第一驱动泵和第二驱动泵，所述第一驱动泵设置在所述第一分管道上，所述第二驱动泵设置在所述第二分管道上。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述循环管道还包括：汇流管道，所述第一分管道的出口和所述第二分管道的出口均与所述汇流管道的入口连通；第三分管道，所述第三分管道的入口与所述汇流管道的出口连通，所述第三分管道的出口与所述第一储存罐的回流口连通，所述第三分管道上设有第一开关阀；第四分管道，所述第四分管道的入口与所述汇流管道的出口连通，所述第四分管道的出口与所述第二储存罐的回流口连通，所述第四分管道上设有第二开关阀；所述减阻剂注入口和所述第一压差计均设置在所述汇流管道上。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述流量计包括：第一流量计，所述第一流量计设置在所述第一分管道上；第二流量计，所述第二流量计设置在所述第二分管道上。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述第一流量计包括并列设置的第一子流量计和第二子流量计，所述第一子流量计处设有第三开关阀，所述第二子流量计处设有第四开关阀；所述第二流量计包括并列设置的第三子流量计和第四子流量计，所述第三子流量计处设有第五开关阀，所述第四子流量计处设有第六开关阀。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述变频器包括：第一变频器，所述第一变频器与所述第一驱动泵电连接，用于调节所述第一驱动泵的转速；第二变频器，所述第二变频器与所述第二驱动泵电连接，用于调节所述第二驱动泵的转速。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述流体减阻实验装置还包括：减阻剂储存罐；减阻剂导入管道，所述减阻剂导入管道连通所述减阻剂储存罐与所述减阻剂注入口；注入泵，所述注入泵设置在所述减阻剂导入管道上，用于带动所述减阻剂导入所述循环管道内。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述循环管道包括：透明管段，所述透明管段设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口沿所述待测试流体流动方向的下游位置；透明测试板，所述透明测试板与所述透明管段相切设置，所述透明测试板用于与供粒子图像测试组件的镜头垂直设置。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述待测试流体储存罐设有排液口，所述排液口处设有排液阀。

如上所述的流体减阻实验装置，其中，所述流体减阻实验装置还包括第二压差计，所述第二压差计设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口和所述第一压差计之间的部分。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的流体减阻实验装置具有如下优点：流体减阻实验装置包括待测试流体储存罐和循环管道，待测试流体储存罐内设有待测试流体，待测试流体储存罐上设有导出口和回流口，循环管道的两端连通导出口和回流口，循环管道上设有驱动泵，驱动泵能驱动待测试流体从导出口流出、经循环管路然后从回流口回流至待测试流体储存罐内。循环管道上设有减阻剂注入口，用于向循环管道内的待测试流体内注入减阻剂。

循环管道上还设置有变频器、流量计和第一压差计，变频器与驱动泵电连接，可以用于调节驱动泵的转速，进而实现调节待测试流体的流量，即加入减阻剂后可以通过调节驱动泵的转速以将待测试流体的流量调节至与加入减阻剂前待测试流体的流量相同的数值。第一压差计设置可以测试设定距离的待测试流体的压差，且第一压差计设置在减阻剂注入口下游位置，可以测试加入减阻剂后的待测试流体的压差。根据测得的加入减阻剂前的待测试流体流量、压差以及加入减阻剂后的大测试流体流量、压差可以计算得到减阻剂的减阻率。本实用新型实施例提供的流体减阻实验装置通过驱动泵驱动待测试流体流动，避免气体融入待测试流体中，不影响测试精度。

除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的流体减阻实验装置所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本实用新型实施例提供的流体减阻实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一流体减阻实验装置的结构示意图。

附图标记：

10：待测试流体储存罐；11：第一储存罐；12：第二储存罐；13：第一排液阀；14：第二排液阀；15：取样阀；16：过滤器；

20：循环管道；21：第一分管道；22：第二分管道；23：汇流管道；24：第三分管道；241：第一开关阀；25：第四分管道；251：第二开关阀；26：透明管段；

30：驱动泵；31：第一驱动泵；32：第二驱动泵；

40：变频器；41：第一变频器；42：第二变频器；

50：流量计；51：第一流量计；511：第一子流量计；512：第二子流量计；513：第三开关阀；514：第四开关阀；52：第二流量计；521：第三子流量计；522：第四子流量计；523：第五开关阀；524：第六开关阀；

60：第一压差计；

71：减阻剂储存罐；72：减阻剂导入管道；73：注入泵；

80：第二压差计；

90：粒子图像测试组件。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

相关技术中，在驱动待测试流体流动时，通常采用压缩气体驱动待测试流体，压缩气体有融合于待测试流体隐患，导致待测试流体的阻力发生变化，减阻剂的减阻效率测试不精确。

有鉴于此，图1为本实用新型实施例提供的流体减阻实验装置的结构示意图，请参阅图1，本实用新型实施例提供一种流体减阻实验装置，其包括：待测试流体储存罐10，待测试流体储存罐10上设有导出口和回流口；循环管道20，循环管道20的一端与导出口连通，循环管道20的另一端与回流口连通，循环管道20上还设有减阻剂注入口；驱动泵30，驱动泵30设置在循环管道20的位于减阻剂注入口与导出口之间的部分，用于带动待测试流体在循环管道20内流动；变频器40，变频器40与驱动泵30电连接，用于调节驱动泵30的转速；流量计50，流量计50设置在循环管道20上，用于测试待测试流体的流量；第一压差计60，第一压差计60设置在循环管道20的位于减阻剂注入口沿待测试流体流动方向的下游位置，用于测试待测试流体流经预设距离后的压力差。

具体地，流体减阻实验装置用于减阻剂减阻效果的测试，可用于油或水等不同流体。

流体减阻实验装置包括待测试流体储存罐10和循环管道20，待测试流体储存罐10可以是具有开口的桶状或者密封罐结构。其中，桶状结构的待测试流体储存罐10的开口处还可以搭接有封盖。为便于待测试流体储存罐10中的待测试流体流出，导出口可以设置在待测试流体储存罐10的底部，相对应的，回流口可以设置在待测试流体储存罐10的顶部。循环管道20连通导出口和回流口，以使从导出口导出的待测试流体可以回流至待测试流体储存罐10内，循环使用。

为驱动待测试流体流动，循环管道20上设有驱动泵30，驱动泵30可以是本领域技术人员熟知的齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵、离心泵等任一种类的液压泵，为待测试流体提供动力。相对于相关技术中通过压缩气体为待测试流体提供动力，液压泵不影响待测试流体的阻力，减阻率测试准确。

驱动泵30与待测试流体储存罐10之间还可以设置过滤器16，用于过滤待测试流体中的异物。本实施例不限制过滤器16的种类。

循环管道20上还设有减阻剂溶液注入口，用于向循环管道20内注入减阻剂溶液，使减阻剂溶液与待测试流体混合。减阻剂通常为流状链或长直链的高分子聚合物，驱动泵30会破坏减阻剂的链状结构，降低减阻效果，因此减阻剂注入口至少设置在循环管道20的位于驱动泵30的下游部分。

减阻剂溶液注入待测试流体后需要将待测试流体的流速调节为注入减阻剂溶液前的待测试流体的流速，本实施例还可以包括变频器40，变频器40与驱动泵30连接。变频器40的频率调节范围可以是0-50Hz，通过改变变频器40的频率调节驱动泵30的转速。待测试流体的流速可以通过流量计50进行测试。

流经预设距离的待测试流体的压降可以通过第一压差计60进行测量，由于需要测试加入减阻剂溶液后的待测试流体的压力差，第一压差计60需要设置在减阻剂注入口的下游一侧，第一压差计60两个测试点的距离可以为1m、2m、3m或其他距离，本实施例不进行限制。其中，为了使得第一压差计60测得的待测试流体与减阻剂溶液混合均匀，第一差压计与减阻剂注入口的间距可以至少为8m，避免减阻剂溶液混合不均匀，影响减阻率测试精度。

循环管道20的位于第一压差计60的下游位置可以设置取样阀15，以供实验人员采集待测试流体样品。

在加入减阻剂溶液前，流量计50和第一压差计60可以测量待测试流体的流量和压力差，加入减阻剂溶液后，流量计50和第一压差计60可以测量加入减阻剂溶液后的流量和压力差。待测试流体的一个流动循环内，就可以完成采集减阻率测试所需要的数据，避免多次驱动待测试流体循环流动，操作简便。

可以理解地，流体减阻实验装置还可以包括数据采集组件，示例性的，数据采集组件可以包括控制器，控制器与驱动泵30、变频器40、流量计50和第一压差计60连接，用于采集并显示驱动泵30、变频器40、流量计50和第一压差计60的测试数据，并根据测试数据计算得到减阻剂的减阻率。

其中，减阻剂的减阻率计算公式为：

其中，ΔP：未加入减阻剂溶液时预设距离的待测试流体的压差；

ΔP₁：加入减阻剂溶液后并将待测试流体调节至未加减阻剂溶液时的流速的待测试流体的压差。

即，将采集到的同一管段的未加入减阻剂溶液和加入减阻剂溶液后的待测试流体的压力差，就能计算得到该流速下的减阻剂的减阻率。

进一步地，本实施例可以研究驱动泵的剪切对减阻剂减阻效果的影响。示例性地，可以通过驱动泵30调节待测试流体的流量，例如调节为6m³/h，通过减阻剂注入口向待测试流体内注入60L的1500ppm的减阻剂溶液，加入减阻剂溶液的待测试流体在循环管道20内循环一次的时间可以为10.5min，控制减阻剂溶液的注入流量，使其在10.5min内注入完成，减阻剂溶液注入完成后待测试流体内的减阻剂浓度可以为90ppm。每隔10.5min计算一次减阻率，可以测得驱动部剪切次数对减阻剂减阻率的影响。

本实施例提供的流体减阻实验装置通过驱动部驱动待测试流体流动，避免向待测试流体内融合气体，不影响待测试流体的流体性质，减阻率测试准确。

待测试流体可以是油或水，对于不同种类的待测试流体，图2为本实用新型实施例提供的另一流体减阻实验装置的结构示意图，请参阅图2，本实施例中的待测试流体储存罐10可以包括第一储存罐11和第二储存罐12，第一储存罐11用于容置第一待测试流体，第二储存罐12用于容置第二待测试流体；循环管道20包括第一分管道21和第二分管道22，第一分管道21的入口和第一储存罐11的导出口连通，第二分管道22的入口与第二储存罐12的导出口连通；驱动泵30包括第一驱动泵31和第二驱动泵32，第一驱动泵31设置在第一分管道21上，第二驱动泵32设置在第二分管道22上。

具体地，第一储存罐11可以用于储存油，第二储存罐12可以用于储存水，或者第一储存罐11可以用于储存水，第二储存罐12可以用于储存油本实施例不进行限制。通过设置多个待测试流体储存罐10，可以使得流体减阻实验装置测试不同类型减阻剂对待测试流体的减阻率效果，适应性高。

相应的，第一储存罐11和第二储存罐12的导出口分别连接有第一分管道21和第二分管道22，以分别将待测试流体导出。第一分管道21和第二分管道22上分别设置第一驱动泵31和第二驱动泵32，根据待测试流体种类不同，第一驱动泵31和第二驱动泵32可以相应的选择为油泵和水泵。

第一分管道21和第二分管道22可以独立设置，并分别与第一储存罐11和第二储存罐12连通。可选地，本实施例中循环管道20还包括：汇流管道23，第一分管道21的出口和第二分管道22的出口均与汇流管道23的入口连通；第三分管道24，第三分管道24的入口与汇流管道23的出口连通，第三分管道24的出口与第一储存罐11的回流口连通，第三分管道24上设有第一开关阀241；第四分管道25，第四分管道25的入口与汇流管道23的出口连通，第四分管道25的出口与第二储存罐12的回流口连通，第四分管道25上设有第二开关阀251；减阻剂注入口和第一压差计60均设置在汇流管道23上。

具体地，与第一储存罐11和第二储存罐12连接的两个循环管道20可以有一部分管段是共用的，即汇流管道23，减小流体减阻实验装置占用的空间。减阻剂注入口和第一压差计60可以设置在汇流管道23上。汇流管道23的出口端可以设置第三分管道24和第四分管道25分别与第一储存罐11和第二储存罐12连通。

当使用第一储存罐11和第二储存罐12中的其中一个时，为避免待测试流体进入第一储存罐11和第二储存罐12中的另一个，第三分管道24和第四分管道25上可以分别设置第一开关阀241和第二开关阀251，使用其中一个待测试流体储存罐10时，另一个待测试流体储存罐10对应的开关阀关闭，避免流体流入另一个待测试流体储存罐10。

流量计50可以设置在汇流管道23上，为适应不同种类的待测试流体，流量计50还可以设置在第一分管道21和第二分管道22上。具体地，流量计50包括：第一流量计51，第一流量计51设置在第一分管道21上；第二流量计52，第二流量计52设置在第二分管道22上。

第一分管道21位于第一流量计51的上游位置以及第二分管道22位于第二流量计52的上游位置也可以设置开关阀。

进一步地，第一分管道21的位于第一流量计51的下游位置可以设置第一单向阀，第二分管道22的位于第二流量计52额下游位置可以设置第二单向阀。当使用第一分管道21和者第二分管道22中的一者时，防止减阻剂溶液、或者待测试流体流入第一分管道21和者第二分管道22中的另一者内。

其中，考虑到待测试流体的流量变化，待测试流体的流量可能会超过流量计50的量程范围，本实施例中第一分管道21上可以并列设置两个流量计，第二分管道22上也可以并列设置两个流量计。具体地，第一流量计51包括并列设置的第一子流量计511和第二子流量计512，第一子流量计511处设有第三开关阀513，第二子流量计512处设有第四开关阀514；第二流量计52包括并列设置的第三子流量计521和第四子流量计522，第三子流量计521处设有第五开关阀523，第四子流量计522处设有第六开关阀524。

第一子流量计511和第二子流量计512的量程范围可以不同，示例性地，第一子流量计511的量程范围可以是0-5m³/h，第二子流量计512的量程范围可以是0-15m³/h，第一子流量计511、第二子流量计512的上游位置分别设置第三开关阀513和第四开关阀514，当待测试流体流量低于5m³/h，第四开关阀514关闭，避免待测试流体误流入第二子流量计512所在管路，测试精度低。

第三子流量计521和第四子流量计522的量程范围也不同，示例性地，第三子流量计521的量程范围可以是0-5m³/h，第四子流量计522的量程范围可以是0-15m³/h，本市实施例不对流量计的量程范围进行限制。第三子流量计521和第四子流量计522的上游位置分别设置第五开关阀523和第六开关阀524，当待测试流体流量高于5m³/h，第五开关阀523关闭，避免待测试流体误流入第三子流量计521所在管路，损坏第三子流量计521。

根据待测试流体的流量不同，可以选择不同量程范围的流量计50，测试准确。

对应第一驱动泵31和第二驱动泵32，变频器40包括：第一变频器41，第一变频器41与第一驱动泵31电连接，用于调节第一驱动泵31的转速；第二变频器42，第二变频器42与第二驱动泵32电连接，用于调节第二驱动泵32的转速。

通过第一变频器41和第二变频器42可以对应调整第一驱动泵31和第二驱动泵32的转速，调节对应待测试流体的流量和雷诺数，以便于测试不同雷诺数、减阻剂对减阻效果的影响。

示例性的，以在第一储存罐11内容置油为例，打开第三开关阀513和第四开关阀514中的一个，关闭第二开关阀251，通过第一驱动泵31驱动油流动，使得油可以稳定在设定的流速，即油可以稳定在预设的雷诺数，采集此时流量计50测得的流量值和第一压差计60测得的压差值。通过减阻剂注入口向循环管道20内注入减阻剂溶液，记录此时油的流量值和压差值，就可以根据公式(1)计算得到该雷诺数下的减阻率。然后通过第一变频器41调节第一驱动泵31的转速，调节油的流速，以使油变为另一预设的雷诺数，重复上述步骤，可以获得不同雷诺数下的减阻剂的减阻效率，从而可以有助于研究雷诺数对减阻剂减阻效率的影响。

为了能够注入预设浓度或者按照预设流速注入减阻剂溶液，流体减阻实验装置还包括：减阻剂储存罐71；减阻剂导入管道72，减阻剂导入管道72连通减阻剂储存罐71与减阻剂注入口；注入泵73，注入泵73设置在减阻剂导入管道72上，用于带动减阻剂导入循环管道20内。

可以理解地，减阻剂为浓溶液或粉末状，为便于加入循环管道20，需要在减阻剂储存罐71内进行溶解稀释。然后通过减阻剂注入管道72将得到的减阻剂溶液注入循环管道20内。减阻剂储存罐71内可以容置预设体积量的溶剂，然后根据需要投入减阻剂粉末或者减阻剂浓溶液，以获得稀释后的预设浓度的减阻剂溶液。减阻剂导入管道72连通减阻剂储存罐71和减阻剂注入口。当循环管道20包括第一分管道21和第二分管道22时，减阻剂导入管道72可以呈Y型设置，Y型的减阻剂导入管道72包括与减阻剂储存罐71连通的导出管道以及与第一分管道21连通的第一导入管道、与第二分管道22连通的第二导入管道，第一导入管道和第二导入管道上可以设置第八开关阀和第九开关阀。

导出管道上可以设置注入泵73，注入泵73可以为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺杆泵、离心泵等任一种类的液压泵，注入泵73的流量范围可以是0.04L/min-6L/min，注入泵73也可以连接有第三变频器，通过第三变频器调节注入泵73的转速，以改变减阻剂溶液的注入流量，进而可以实现不同减阻剂溶液浓度、减阻剂溶液注入流量对减阻率的影响。示例性的，在研究雷诺数对减阻剂减阻效率的影响时，也可以同时改变注入泵73的转速，以研究雷诺数、减阻剂溶液注入流量对减阻剂减阻效率的影响。

为便于计算，可以假设一个中间值，例如减阻剂浓溶液或者粉末的注入流量量，其中

Q_DRA＝C_DRAQ_total×10^-6＝C_{减阻剂溶液}Q_{减阻剂溶液}×10^-6， (2)

Q_DRA：为减阻剂浓溶液或者减阻剂粉末注入减阻剂储存罐71的流量，单位m³/s；

C_DRA：循环管道20中所需的导入减阻剂溶液后的待测试流体的减阻剂的浓度(单位ppm)；

Q_total：循环管道20中加入减阻剂溶液后的待测试流体的流量，单位m³/s。

C_{减阻剂溶液}：减阻剂储存罐71中溶解稀释后的减阻剂溶液的浓度；

Q_{减阻剂溶液}：减阻剂导入管道72向循环管道20内注入减阻剂溶液的流量；

值得注意的是，减阻剂浓溶液或者减阻剂粉末注入减阻剂储存罐71内时，是将预设体积量的减阻剂浓溶液或者预设重量的减阻剂粉末投入减阻剂储存罐71中，并不是以一定流量注入，此处只是便于理解提出的一个中间变量。

根据公式(2)可知，通过减阻剂导入管道72向循环管道20内注入减阻剂溶液的流量为

示例性地，减阻剂储存罐71内可以配置混合均匀的60L浓度为1000ppm的水溶性减阻剂溶液或者60L浓度为500ppm的油溶性减阻剂溶液。当待测流体为油时，加入减阻剂溶液后，油中减阻剂浓度可以为5ppm-55ppm，当待测流体为水时，加入减阻剂溶液后，水中的减阻剂浓度可以为20ppm-200ppm。其中，可以单次注入小分量的减阻剂溶液。例如，单次可以注入5L，加入减阻剂溶液后待测流体中减阻剂浓度可以以5ppm逐渐递增。实验人员可以根据减阻剂储存罐71内的减阻剂溶液浓度、循环管道20内待测流体体积量等计算减阻剂储存罐71内所需的减阻剂用量，本实施例不对减阻剂的体积量、浓度以及注入流量进行限制。

其中，循环管道20还可以包括：透明管段26，透明管段26设置在循环管道20的位于减阻剂注入口沿待测试流体流动方向的下游位置；透明测试板，透明测试板与透明管段26相切设置，透明测试板用于与供粒子图像测试组件的镜头垂直设置。

透明管段26设置在减阻剂注入口的下游位置，以用于测试减阻剂混合均匀后的待测试流体的流场。透明管段26的长度可以是1m-3m，为防止透明管段26的弧形外壁影响粒子图像测试组件的测试精度，透明管段26可以具有呈平面的侧壁，平面侧壁沿透明管段26的长度方向延伸。可选地，透明测试板还可以还可以设置在透明管段26外壁面处，透明测试板的尺寸可以是300mm*80mm*80mm，透明测试板具有环绕透明管段26的卡环，卡环可以沿透明管段26的长度方向移动。透明管段26和透明测试板均可以为玻璃材质。

其中，第一压差计60的两个测试点可以位于透明管段26的两端，以对应压差和待测试流场，提高测量精度。

粒子图像测试组件可以包括本领域技术人员熟知的激光器、电荷耦合(Chargecoupled Device，CCD)相机等，且测试时需要向待测试流体内加入示踪粒子。

测试时，采集未加入减阻剂溶液时流量计50测得的流量值和第一压差计60测得的压差值。根据预设减阻剂溶液注入流量向循环管道20内注入减阻剂溶液。根据流量计50测得的流量数据，待测试流体流速稳定后，采集加入减阻剂溶液后第一压差计60测得的压差值，然后根据公式(1)计算得到减阻剂的减阻率。用激光器照射透明测试板处的待测试流体，通过连续两次或多次曝光，示踪粒子的图像被记录在CCD相机上，就可以得到流量的速度矢量图，可以用于研究加入减阻剂溶液后待测试流体的流场变化规律。

测试完成后需要排空待测试流体储存罐10，相应的待测试流体储存罐10设有排液口，排液口处设有排液阀，其中，第一储存罐11可以设有第一排液阀13，第二储存罐12可以设有第二排液阀14。

可选地，流体减阻实验装置还可以包括第二压差计80，第二压差计80设置在循环管道20的位于减阻剂注入口和第一压差计60之间的部分。

第二压差计80可以设置在减阻剂注入口下游0.5m-2m的位置处，可以用于指示减阻剂溶液是否与待测试流体混合均匀。示例性的，当第一压差计60和第二压差计80测得的压差值相差不大，可以代表减阻剂溶液在第二压差计80所在的位置处混合均匀，如果当第一压差计60和第二压差计80测得的压差值相差较大，可以代表减阻剂溶液在第二压差计80所在的位置处仍未混合均匀。

同时可以研究减阻剂溶液注入量大小对减阻剂溶液混合速度的影响。示例性地，减阻剂溶液注入量大，减阻剂溶液分散情况好，第一差压计和第二压差计80测得的两个压差值相差较小，减阻剂溶液注入量小，减阻剂溶液分散较慢，第一差压计和第二压差计80测得的两个压差值相差较大。

第二压差计80可以与第一压差计60相同，第二压差计80的两个测试点的间距可以为1m、2m、3m或其他距离。第二压差计80两个测试点之间也可以设置透明管段26和透明测试板，便于观察第二压差计80所在位置处的待测试流体的流场。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种流体减阻实验装置，其特征在于，包括：

待测试流体储存罐，所述待测试流体储存罐上设有导出口和回流口；

循环管道，所述循环管道的一端与所述导出口连通，所述循环管道的另一端与所述回流口连通，所述循环管道上还设有减阻剂注入口；

驱动泵，所述驱动泵设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口与所述导出口之间的部分，用于带动待测试流体在所述循环管道内流动；

变频器，所述变频器与所述驱动泵电连接，用于调节所述驱动泵的转速；

流量计，所述流量计设置在所述循环管道上，用于测试所述待测试流体的流量；

第一压差计，所述第一压差计设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口沿所述待测试流体流动方向的下游位置，用于测试所述待测试流体流经预设距离后的压力差。

2.根据权利要求1所述的流体减阻实验装置，其特征在于，

所述待测试流体储存罐包括第一储存罐和第二储存罐，所述第一储存罐用于容置第一待测试流体，所述第二储存罐用于容置第二待测试流体；

所述循环管道包括第一分管道和第二分管道，所述第一分管道的入口和所述第一储存罐的导出口连通，所述第二分管道的入口与所述第二储存罐的导出口连通；

所述驱动泵包括第一驱动泵和第二驱动泵，所述第一驱动泵设置在所述第一分管道上，所述第二驱动泵设置在所述第二分管道上。

3.根据权利要求2所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述循环管道还包括：

汇流管道，所述第一分管道的出口和所述第二分管道的出口均与所述汇流管道的入口连通；

第三分管道，所述第三分管道的入口与所述汇流管道的出口连通，所述第三分管道的出口与所述第一储存罐的回流口连通，所述第三分管道上设有第一开关阀；

第四分管道，所述第四分管道的入口与所述汇流管道的出口连通，所述第四分管道的出口与所述第二储存罐的回流口连通，所述第四分管道上设有第二开关阀；

所述减阻剂注入口和所述第一压差计均设置在所述汇流管道上。

4.根据权利要求2所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述流量计包括：

第一流量计，所述第一流量计设置在所述第一分管道上；

第二流量计，所述第二流量计设置在所述第二分管道上。

5.根据权利要求4所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述第一流量计包括并列设置的第一子流量计和第二子流量计，所述第一子流量计处设有第三开关阀，所述第二子流量计处设有第四开关阀；

所述第二流量计包括并列设置的第三子流量计和第四子流量计，所述第三子流量计处设有第五开关阀，所述第四子流量计处设有第六开关阀。

6.根据权利要求2所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述变频器包括：

第一变频器，所述第一变频器与所述第一驱动泵电连接，用于调节所述第一驱动泵的转速；

第二变频器，所述第二变频器与所述第二驱动泵电连接，用于调节所述第二驱动泵的转速。

7.根据权利要求1所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述流体减阻实验装置还包括：

减阻剂储存罐；

减阻剂导入管道，所述减阻剂导入管道连通所述减阻剂储存罐与所述减阻剂注入口；

注入泵，所述注入泵设置在所述减阻剂导入管道上，用于带动所述减阻剂导入所述循环管道内。

8.根据权利要求1所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述循环管道包括：

透明管段，所述透明管段设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口沿所述待测试流体流动方向的下游位置；

透明测试板，所述透明测试板与所述透明管段相切设置，所述透明测试板用于与供粒子图像测试组件的镜头垂直设置。

9.根据权利要求1所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述待测试流体储存罐设有排液口，所述排液口处设有排液阀。

10.根据权利要求1所述的流体减阻实验装置，其特征在于，所述流体减阻实验装置还包括第二压差计，所述第二压差计设置在所述循环管道的位于所述减阻剂注入口和所述第一压差计之间的部分。

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