一种闭环式多相混合流体模拟测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种闭环式工业油气水等多相混合流体模拟测试装置，包括循环压缩机、多相流测量管段和气相控制单元、水相控制单元、油相控制单元中三相控制单元的任意两相或三相。本发明专利技术可以接近真实的模拟原油生产过程中油气水多相流体的混合状况及其与压力流速的变化的关系，为研究及开发多相流测量设备及学术研究提供必要的物理实验条件。同时本系统通过闭环式恒压设计，解决开环式实验系统压力不稳的重大缺陷，并且采取压差式流量控制组精确的调节所需的流体流量，更接近实际工况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业多相混合流体模拟检测的领域，特别是涉及一种闭环式多相混合流体模拟测试装置。
技术介绍
多相流现象广泛存在于自然界和生产生活中，对多相流动机理认识的加深能有效促进和推动国民经济的发展。对多相流的研究主要分为理论研究与实验研究，二者都离不开多相流模拟检测系统的支持。多相流在石油工业中更是一个重要的研究课题，油井开采出来的原油主要是由工业气体，液体水，油等组成的混合物，由于油井所处的地质条件的不同，所开采的原油所含油气水的比例也不同，并且，油井口的出油压力也不同。在石油工业生产中，检测油气水的混合比例从而测量率油井的出油率是一项复杂的检测工序。目前国内都采用开环式多相混合流体模拟检测系统来模拟工业原油油气水的混合比，由于开环式系统是在常压下实验，也不能的模拟油井出口的压力变化，一般检测误差偏离幅度比较大。因此，现有的开环式多相混合流体模拟检测系统由于不能模拟压力变化而导致检测误差偏离幅度较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种闭环式多相混合流体模拟测试装置，能够解决现有技术存在的测试装置由于不能模拟压力变化而导致多相流体测试的局限性。通过采用装置整体闭环设计，实现系统的整体压力恒定及稳定。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种闭环式多相混合流体模拟测试装置，所述测试装置包括循环压缩机、多相流测量管段和气相控制单元、水相控制单元、油相控制单元中三相控制单元的任意两相或三相，所述循环压缩机与所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相连通组成闭环回路，所述多相流测试管段跨设于所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相之间，用于对两相或两相以上混合流体进行模拟。其中，所述测试装置包括气相控制单元、水相控制单元以及油相控制单元，其中，所述水相控制单元和所述油相控制单元的一端分别与油水分离罐连接，另一端与所述气相控制单元连接，所述油水分离罐设于所述循环压缩机与所述水相控制单元以及所述油相控制单元之间。其中，所述气相控制单元包括空气罐以及与所述空气罐连接的一条或多条气相控制管路，每一气相控制管路上分别设有控制阀门以及流量计。其中，所述气相控制单元还包括干燥器，所述干燥器串联设于所述空气罐与所述气相控制管路之间。其中，所述水相控制单元包括水泵以及与所述水泵连接的水相控制管路，每一水相控制管路上分别设有控制阀门以及流量计。其中，所述油相控制单元包括油泵以及与所述油泵连接的油相控制管路，每一油相控制管路上分别设有控制阀门以及流量计。其中，所述测试装置还包括冷却水箱，所述冷却水箱通过冷却水泵与所述循环压缩机连通，用于对所述循环压缩机进行水冷却。其中，所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元的控制管路上分别设置多个控制阀门，所述控制阀门可以为电磁阀、截止阀或者球阀。其中，所述测试装置进一步包括压差流量调节阀组，所述压差流量调节阀组的一端连接于所述干燥器与所述空气罐之间，另一端连接于所述循环压缩机与所述油水分离罐之间。其中，所述干燥器与所述空气罐和/或所述气相控制管路之间设有流量计。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术的优点在于，本系统通过闭环式恒压设计，系统在设定压力下工作，系统的每一个点的压力稳定，不需要中断实验进行补气，可循环不间断工作，更接近实际工况，解决开环式实验系统压力不稳的重大缺陷，能接近真实的模拟原油生产过程中油气水多相流体的混合状况及其与压力、压差的变化的关系，为研究及开发多相流测量设备及学术研究提供必要的物理实验条件。此外，本专利技术采取压差式流量控制组精确的调节所需的流体流量，大大提高测量精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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是本专利技术闭环式多相混合流体模拟测试装置一优选实施方式的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本专利技术，但不对本专利技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本专利技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1是本专利技术闭环式多相混合流体模拟测试装置一优选实施方式的示意图。该测试装置包括但不限于循环压缩机1、多相流测量管段2和气相控制单元3、水相控制单元4以及油相控制单元5。该循环压缩机1与气相控制单元3、水相控制单元4以及油相控制单元5连通组成闭环回路，多相流测量管段2跨设于气相控制单元3、水相控制单元4以及油相控制单元5之间，用于对系统中混合流体进行模拟检测。其中，水相控制单元4和油相控制单元5的一端分别与油水分离罐6连接，具体为水相控制单元4与油水分离罐6的底部连接，而油相控制单元5则与油水分离罐6的中部连接，因为水的密度较大，会在油水分离罐6中油水混合液的底部。水相控制单元4和油相控制单元5的另一端与气相控制单元3连接，而油水分离罐6设于循环压缩机1与水相控制单元4以及油相控制单元5之间。气相控制单元3包括空气罐7以及与空气罐7连接的气相控制管路，在本实施例中为3条气相控制管路，当然，在其他实施例中，还可以为一条、两条或者多条气相控制管路。每一气相控制管路上分别设有控制阀门9以及流量计8，因而可以调节控制管路中气体流量。优选地，气相控制单元3还包括干燥器10，该干燥器10串联设于空气罐7与气相控制管路之间，干燥器10可去除气相控制管路中的水分，提高参考测量值的准确性。水相控制单元4包括水泵11以及与水泵连接的水相控制管路，每一水相控制管路上分别设有控制阀门12以及流量计13。油相控制单元5包括油泵14以及与油泵14连接的油相控制管路，每一油相控制管路上分别设有控制阀门15以及流量计16。通过水相控制管路及油相控制管路中的控制阀门，可精确调节控制管路中水相及油相介质的流量。在本实施例中只示意出了两条油相控制管路和水相控制管路的情况，本领域技术人员可以根据实际需要增减油相控制管路和水相控制管路的数量以及相对应设置的控制阀门和流量计。进一步优选地，还测试装置还包括冷却水箱17，冷却水箱17通过冷却水泵18与循环压缩机1连通，用于对循环压缩机1进行水冷却，冷却水箱17能够维持循环压缩机工作温度，防止过热，保证循环压缩机的正常运转。该气相控制单元3、水相控制单元4以及油相控制单元5的控制管路上分别设置多个控制阀门，而控制阀门的类型可以为电磁阀、截止阀或者球阀等，在本领域技术人员的理解范围内，此处不再一一列举。优选地，该测试装置还可以包括压差流量调节阀组19，该压差流量调节阀组19的一端连接于干燥器10与空气罐7之间，另一端连接于循环压缩机1与油水分离罐6之间。用于调节空气罐7与油水分离罐6之间(或者说是系统)的压力。干燥器10与空气罐7相连接。另外，空气罐7上还可以连接有辅助空气罐71，辅助空气罐71与空气罐7之间通过阀门(图中未标示)连接，辅助空气罐71用于保证空气罐7具有充足的空气。举例而言，在使用本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭环式多相混合流体模拟测试装置，其特征在于，所述测试装置包括循环压缩机、多相流测量管段和气相控制单元、水相控制单元、油相控制单元中三相控制单元的任意两相或三相；所述循环压缩机与所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相连通组成闭环回路，所述多相流测量管段跨设于所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相之间，用于对两相或两相以上混合流体进行模拟检测。

【技术特征摘要】
1.一种闭环式多相混合流体模拟测试装置，其特征在于，所述测试装置包括循环压缩机、多相流测量管段和气相控制单元、水相控制单元、油相控制单元中三相控制单元的任意两相或三相；所述循环压缩机与所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相连通组成闭环回路，所述多相流测量管段跨设于所述气相控制单元、所述水相控制单元以及所述油相控制单元三相中的任意两相或三相之间，用于对两相或两相以上混合流体进行模拟检测。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括气相控制单元、水相控制单元以及油相控制单元，其中，所述水相控制单元和所述油相控制单元的一端分别与油水分离罐连接，另一端与所述气相控制单元连接，所述油水分离罐设于所述循环压缩机与所述水相控制单元以及所述油相控制单元之间。3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述气相控制单元包括空气罐以及与所述空气罐连接的一条或多条气相控制管路，每一气相控制管路上分别设有控制阀门以及流量计。4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述气相控制单元还包括干燥器，所述干燥器串联设于所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轶，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，深圳市联恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44