一种深水水下井筒模拟实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种深水水下井筒模拟实验装置，包括：实验套管组垂直放置在基座上，用于模拟水下井筒；增压设备用于为流入实验套管组内的流体提供压力；温度传感器用于测量实验套管组内的流体的温度场变化；压力传感器用于测量实验套管组内的流体的压力场变化；液位检测仪用于测量实验套管组内的流体的液位变化值；流量检测系统用于测量流过高压管线的流体的流量；数据采集系统用于采集并处理实验套管组内的流体的温度数据、压力数据和液位数据；高压管线用于提供流体的流通通道；温度控制系统用于为流入实验套管组内的流体提供热量。采用本实用新型专利技术装置可以用来模拟深水水下井筒，使得测量的温度和压力的数值精度高，满足现场工程的实际需要。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水下井筒温度压力场的试验测试技术，尤其是一种深水水下井筒模拟实验装置。
技术介绍
由于水深的影响，海底及浅部地层温度低，而储层流体的温度相对较高，在油气井测试和生产初期几小时内，由于油气在生产套管中的流动会使各层套管环空密闭空间内的流体温度显著增加，随着测试或生产时间的持续，可使井筒温度上升近百度，从而导致密闭空间内的压力剧升，进而会对井筒完整性带来严重的危害。目前，对于深水水下井筒的温度和压力的测量，主要采用现场测量和理论模型来计算，导致理论预测的误差大，不能满足现场工程的实际需要。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种深水水下井筒模拟实验装置，可以用来模拟深水水下井筒，可以测得数值精度高的深水水下井筒的温度值和压力值，满足现场工程的实际需要，包括：实验套管组1、增压设备2、温度传感器3、压力传感器4、液位检测仪5、流量检测系统6、数据采集系统7、高压管线8、温度控制系统9和基座10；所述实验套管组1垂直放置在基座10上；所述实验套管组1、增压设备2和温度控制系统9通过高压管线8连接；所述温度传感器3、压力传感器4和液位检测仪5安装于实验套管组1内；所述流量检测系统6安装于所述高压管线8上；所述数据采集系统7与温度传感器3、压力传感器4和液位检测仪5连接；所述实验套管组1，用于模拟实际的水下井筒；所述增压设备2，用于为流入实验套管组1内的流体提供压力；所述温度传感器3，用于测量实验套管组1内的流体的温度；所述压力传感器4，用于测量实验套管组1内的流体的压力；所述液位检测仪5，用于测量实验套管组1内的流体的液位变化值；所述流量检测系统6，用于测量流过高压管线8的流体的流量；所述数据采集系统7，用于采集并处理温度传感器3测得的实验套管组1内的流体的温度数据，压力传感器4测得的实验套管组1内的流体的压力数据，和液位检测仪5测得的实验套管组1内的流体的液位数据；所述高压管线8，用于提供流体的流通通道；所述温度控制系统9，用于对流入实验套管组1内的流体进行温度控制。在一个实施例中，所述实验套管组1包括：第一层套管、第二层套管、第三层套管、外筒、密封接箍和密封结构；所述第一层套管套装在所述第二层套管内；所述第二层套管套装在所述第三层套管内；所述第三层套管套装在所述外筒内；在所述第一层套管、所述第二层套管、所述第三层套管和外筒的两端分别连接有密封接箍；在所述第二层套管的两端的密封接箍与第一层套管之间，所述第三层套管的两端的密封接箍与第二层套管之间，以及所述外筒的两端的密封接箍与第三层套管之间分别通过密封结构密封设置；所述第一层套管的下端密封接箍通过密封结构与基座10密封相连；所述外筒垂直设置在基座10上。在一个实施例中，所述第一层套管的两端的密封接箍上分别设置有第一层套管进液口和第一层套管出液口；所述第二层套管的两端的密封接箍上分别开有第二层套管进液口和第二层套管出液口；所述第三层套管的两端的密封接箍上分别开有第三层套管进液口和第三层套管出液口；所述外筒的两端密封接箍上分别开有外筒进液口和外筒出液口。在一个实施例中，所述第一层套管进液口和第一层套管出液口之间通过高压管线8相连通。在一个实施例中，所述温度传感器3安装在所述第一层套管进液口、第一层套管出液口、第二层套管进液口、第二层套管出液口、第三层套管进液口、第三层套管出液口、外筒进液口和外筒出液口处。在一个实施例中，所述压力传感器4安装在所述第一层套管进液口、第二层套管进液口、第三层套管进液口和外筒进液口处。在一个实施例中，所述液位检测仪5分别安装在所述第一层套管进液口、第二层套管进液口、第三层套管进液口和外筒进液口处。在一个实施例中，在所述第一层套管出液口、第二层套管出液口、第三层套管出液口和外筒出液口处均安装有压力控制单向阀。在一个实施例中，所述压力控制单向阀包括单向截止阀，电动泄压阀和流量计。在一个实施例中，所述第三层套管外壁上覆盖有保温材料。在一个实施例中，所述外筒上焊接有吊耳。在一个实施例中，所述增压设备2为离心泵，提供15MPa的流速和压力。在一个实施例中，所述温度控制系统9是电热系统，提供0到350摄氏度的恒温热源。在本技术实施例中，提出一种深水水下井筒模拟实验装置，包括：实验套管组1、增压设备2、温度传感器3、压力传感器4、液位检测仪5、流量检测系统6、数据采集系统7、高压管线8、温度控制系统9和基座10，可以达到如下技术效果：利用实验套管组来模拟实际的深水水下井筒，利用温度传感器和压力传感器来测量深水水下井筒的温度和压力，使得测量的温度和压力的数值精度高，满足现场工程的实际需要。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的限定。在附图中：图1是本技术实施例提供的一种深水水下井筒模拟实验装置结构图；图2是本技术实施例提供的一种深水水下井筒模拟实验装置中的实验套管组的结构图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。技术人发现，现有技术中对于深水水下井筒的温度和压力的测量，主要采用现场测量和理论模型来计算，导致理论预测的误差大，不能满足现场工程的实际需要，如果可以通过一种实验装置来模拟深水水下井筒，通过温度传感器和压力传感器对深水水下井筒的温度和压力进行测量，就可以解决上述现有技术中存在的问题。基于此，本技术提出一种深水水下井筒模拟实验装置。图1是本技术实施例提供的一种深水水下井筒模拟实验装置结构图，如图1所示，包括：实验套管组1、增压设备2、温度传感器3、压力传感器4、液位检测仪5、流量检测系统6、数据采集系统7、高压管线8、温度控制系统9和基座10；实验套管组1垂直放置在基座10上；在实验套管组1内充注海水，通过控制第一层套管温度压力实现第二、三层套管中流体的温度压力；实验套管组1、增压设备2和温度控制系统9通过高压管线8连接；温度传感器3、压力传感器4和液位检测仪5安装于实验套管组1内；流量检测系统6安装于高压管线8上；数据采集系统7与温度传感器3、压力传感器4和液位检测仪5连接；实验套管组1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深水水下井筒模拟实验装置，其特征在于，包括：实验套管组(1)、增压设备(2)、温度传感器(3)、压力传感器(4)、液位检测仪(5)、流量检测系统(6)、数据采集系统(7)、高压管线(8)、温度控制系统(9)和基座(10)；所述实验套管组(1)垂直放置在基座(10)上；所述实验套管组(1)、增压设备(2)和温度控制系统(9)通过高压管线(8)连接；所述温度传感器(3)、压力传感器(4)和液位检测仪(5)安装于实验套管组(1)内；所述流量检测系统(6)安装于所述高压管线(8)上；所述数据采集系统(7)与温度传感器(3)、压力传感器(4)和液位检测仪(5)连接；所述实验套管组(1)，用于模拟实际的水下井筒；所述增压设备(2)，用于为流入实验套管组(1)内的流体提供压力；所述温度传感器(3)，用于测量实验套管组(1)内的流体的温度；所述压力传感器(4)，用于测量实验套管组(1)内的流体的压力；所述液位检测仪(5)，用于测量实验套管组(1)内的流体的液位变化值；所述流量检测系统(6)，用于测量流过高压管线(8)的流体的流量；所述数据采集系统(7)，用于采集并处理温度传感器(3)测得的实验套管组(1)内的流体的温度数据，压力传感器(4)测得的实验套管组(1)内的流体的压力数据，和液位检测仪(5)测得的实验套管组(1)内的流体的液位数据；所述高压管线(8)，用于提供流体的流通通道；所述温度控制系统(9)，用于对流入实验套管组(1)内的流体进行温度控制。...

【技术特征摘要】
1.一种深水水下井筒模拟实验装置，其特征在于，包括：实验套管组(1)、增
压设备(2)、温度传感器(3)、压力传感器(4)、液位检测仪(5)、流量检测系统(6)、
数据采集系统(7)、高压管线(8)、温度控制系统(9)和基座(10)；
所述实验套管组(1)垂直放置在基座(10)上；
所述实验套管组(1)、增压设备(2)和温度控制系统(9)通过高压管线(8)
连接；
所述温度传感器(3)、压力传感器(4)和液位检测仪(5)安装于实验套管组(1)
内；
所述流量检测系统(6)安装于所述高压管线(8)上；
所述数据采集系统(7)与温度传感器(3)、压力传感器(4)和液位检测仪(5)
连接；
所述实验套管组(1)，用于模拟实际的水下井筒；
所述增压设备(2)，用于为流入实验套管组(1)内的流体提供压力；
所述温度传感器(3)，用于测量实验套管组(1)内的流体的温度；
所述压力传感器(4)，用于测量实验套管组(1)内的流体的压力；
所述液位检测仪(5)，用于测量实验套管组(1)内的流体的液位变化值；
所述流量检测系统(6)，用于测量流过高压管线(8)的流体的流量；
所述数据采集系统(7)，用于采集并处理温度传感器(3)测得的实验套管组(1)
内的流体的温度数据，压力传感器(4)测得的实验套管组(1)内的流体的压力数据，
和液位检测仪(5)测得的实验套管组(1)内的流体的液位数据；
所述高压管线(8)，用于提供流体的流通通道；
所述温度控制系统(9)，用于对流入实验套管组(1)内的流体进行温度控制。
2.如权利要求1所述的深水水下井筒模拟实验装置，其特征在于，所述实验套
管组(1)包括：第一层套管、第二层套管、第三层套管、外筒、密封接箍和密封结
构；
所述第一层套管套装在所述第二层套管内；
所述第二层套管套装在所述第三层套管内；
所述第三层套管套装在所述外筒内；
在所述第一层套管、所述第二层套管、所述第三层套管和外筒的两端分别连接有
密封接箍；
在所述第二层套管的两端的密封接箍与第一层套管之间，所述第三层套管的两端
的密封接箍与第二层套管之间，以及所述外筒的两端的密封接箍与第三层套管之间分
别通过密封结构密封设置；
所述第一层套管的下端密封接箍通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，宋宇，周波，刘正礼，殷启帅，胡南丁，仝刚，邢欢，严德，田瑞瑞，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11