The utility model relates to the technical field of offshore natural gas hydrate resources development engineering, in particular to a testing system for the abrasion of centrifugal pumps caused by sand in the process of hydrate exploitation, including an underground simulated well bore, a water tank, a water sand mixing box, a sand distributor and a water sand separator. The system simulates the state of water and sand mixed fluid in the wellbore during hydrate production by setting up underground simulation wellbore and injecting a certain amount of sand and water into the wellbore, and then tests the sand-to-centrifugal pump impeller and guide shell under the conditions of different sand particle size, different sand concentration and different flow rate under the condition of hydrate production wellbore. The degree of wear provides a basis for the design of artificial lift centrifugal pump for hydrate mining.
【技术实现步骤摘要】
水合物开采过程中砂对离心泵磨损的测试系统
本技术涉及海洋天然气水合物资源开发工程
,具体涉及一种水合物开采过程中砂对离心泵磨损的测试系统。
技术介绍
天然气水合物是一种潜在的能源,因其具有分布范围广,能量密度高,资源量巨大的特点,世界各国投入大量的资金和人力开展天然气水合物资源开采的研究。水合物的开采需要通过人工举升的方式将井底的流体举升至井口,最常用的举升方式是电潜离心泵。开采过程中水合物的分解会产生甲烷气和水,由于储层胶结程度差,随着压力降低和储层的应力改变,储层中的砂会随着流体流入到井筒中,大量的出砂会造成井筒砂埋。2002年、2007年和2008年,加拿大麦肯齐三角洲多年冻土层进行的三次水合物试采,均因井筒大量出砂被迫终止;2013年,日本在南海海槽实施的水合物试采也因出砂被迫终止。水合物的开采均需要采取防砂措施,但所有的防砂措施均不可能完全防止砂进入井筒。因此,离心泵举升的流体中必定会含有不同粒径、不同浓度的砂,这些砂的存在会磨损离心泵的叶轮和导壳,影响泵的性能和寿命。对于水合物开采的人工举升来说,需要定量的确定砂对离心泵关键部件的磨损程度,从而选用相应的防护措施延长水合物开采人工举升泵的寿命。目前关于砂对离心泵叶轮磨损的研究主要侧重于泵体内流场的分析和砂颗粒在泵体内的运动轨迹。“含砂水对离心泵叶轮磨损的实验研究(黄建德,张奎亭.工程热物理学报,1999,V20(4):448-452.)”一文公开了一种固液两相流水泵实验台,可进行输送含砂水时,砂对泵叶轮磨损的测试,但该装置主要作用是定性的确定叶片磨损的位置和磨损程度,无法进行定量的测试。因 ...
【技术保护点】
1.水合物开采过程中砂对离心泵磨损的测试系统,其特征在于,包括地下模拟井筒(1)、水箱(2)、水砂混合箱(7)、砂配注器(5)和水砂分离器(16);所述水箱(2)通过管道连接到水砂混合箱(7),所述水箱(2)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有管道泵(3)和第一流量计(4);所述砂配注器(5)通过管道连接到水砂混合箱(7),所述砂配注器(5)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有第一球阀(6);所述水砂混合箱(7)通过水砂注入管线(11)通向地下模拟井筒(1)中,所述水砂注入管线(11)上设置有渣浆泵(8)、第二流量计(9)和第二球阀(10);所述地下模拟井筒(1)的底部设置有离心泵(17),离心泵(12)的出口通过油管(13)连接到设置在地面上的水砂分离器(16),所述油管(13)上设置有第三流量计(15)。
【技术特征摘要】
1.水合物开采过程中砂对离心泵磨损的测试系统,其特征在于,包括地下模拟井筒(1)、水箱(2)、水砂混合箱(7)、砂配注器(5)和水砂分离器(16);所述水箱(2)通过管道连接到水砂混合箱(7),所述水箱(2)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有管道泵(3)和第一流量计(4);所述砂配注器(5)通过管道连接到水砂混合箱(7),所述砂配注器(5)和水砂混合箱(7)之间的管道上设置有第一球阀(6);所述水砂混合箱(7)通过水砂注入管线(11)通向地下模拟井筒(1)中,所述水砂注入管线(11)上设置有渣浆泵(8)、第二流量计(9)和第二球阀(10);所述地下模拟井筒(1)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:万义钊,陈强,胡高伟,王代刚,黄丽,卜庆涛,李彦龙,
申请(专利权)人:青岛海洋地质研究所,
类型:新型
国别省市:山东,37
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