深水油气生产井筒模拟试验装置和试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深水油气生产井筒模拟试验装置和试验方法，包括：测试管段系统，包括：测试管和电

【技术实现步骤摘要】
深水油气生产井筒模拟试验装置和试验方法


[0001]本专利技术涉及涉及一种用于深水油气生产井筒水合物、蜡、垢、积液防治模拟试验装置和试验方法，属于深水油气和天然气水合物开发


技术介绍

[0002]我国原油和天然气的对外依存度分别超过70％和43％，严重威胁我国能源供应安全。尽管我国加大了陆上常规和非常规油气的开发力度，但陆上油气资源的枯竭无法缓解我国能源紧张的问题。海上油气开发已经成为补充陆上油气资源不足的重要手段，其中深水区域的油气资源占有极大比重。全球海洋油气资源44％分布在深水区，近十年，全球重大油气发现70％来自深水区，排名前50％的超大油气开发项目中75％位于深水区。深水油气开发井具有井口(泥线附近)高压低温、井底高压高温、气井出水量大等特点，油气生产过程中井底高温区域面临结垢和积液风险，井口低温区域则面临水合物生成和结蜡风险。同时，水合物试采井中也面临着类似问题，尽管水合物储层埋藏较浅不具备高温开采环境，但是，试采井出水量更大、低温井筒段更长，水合物试采井面临更加严峻的水合物和积液问题。因此，针对深水油气和水合物开发过程中严重的井筒流动保障问题，亟需研制可用于研究井筒水合物、蜡、垢和积液风险问题的装置。
[0003]目前，国内所涉及本专利的相关专利有以下几项：中国专利CN201310712299公开了一种模拟油气管道流体流动安全评价装置，包括多相流循环系统、分离系统、流体注入系统和废气回收系统。装置可用于模拟水合物和蜡沉积引起的油气管道堵塞问题。中国专利CN201310561102公开了一种管道式气体水合物生成试验装置，包括气液输送系统、冷却系统和水合物管道生成系统。试验装置操作方便、运行费用较低，满足水合物浆体生成和流动规律的试验需求。中国专利2015108903701公开了一种用于油气输送管道中天然气水合物防治技术研究的装置，包括反应釜、供气系统、循环管路、可视段和冷却系统。试验装置可以用于研究实际管输条件和管输工艺中天然气水合物的防治技术。
[0004]现有的试验研究装置大多针对单一的水合物、蜡、垢和积液问题开展研究，但是井筒内流动保障问题会出现耦合问题，例如，在低温井筒区域内会发生水合物和蜡耦合生成和沉积问题，同时，在高温井筒区域内生成的垢物会在低温区域诱发水合物生成。因此，针对单一流动保障问题研制的装置，无法综合地揭示深水油气和水合物开发井筒内的流动风险诱发机制。

技术实现思路

[0005]本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种深水油气生产井筒模拟试验装置，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。
[0006]本专利技术的一个目的在于提出一种深水油气生产井筒模拟试验装置，包括：
[0007]测试管段系统，包括：测试管和电
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磁
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超声波场加载器，其中，测试管具有进口端和出口端，所述电
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磁
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超声波场加载器配置在所述进口端处，用于在所述进口端形成电场、
磁场和超声波场；
[0008]气液循环系统，包括：气液混合器、气体循环泵和液体循环泵，其中，所述气液混合器具有进气端、进液端和混合出口端，所述混合出口端与所述进口端相连通；所述气体循环泵的排气端与所述进气端相连通，所述所述液体循环泵的排液端与所述进液端相连通；
[0009]多相分离系统，包括：重力分离器，其中，所述重力分离器具有入口端、出气端和出液端，所述入口端与所述出口端相连通，所述出液端与所述液体循环泵的入液端相连通，所述出气端与所述气体循环泵的入气端相连通；
[0010]加料系统，与所述进口端相连通，用于向所述测试管输入试验液体；
[0011]温度控制系统，与所述测试管相连接，用于调节所述测试管的温度。
[0012]另外，根据本专利技术的深水油气生产井筒模拟试验装置，还可以具有如下技术特征：
[0013]在本专利技术的一个示例中，所述测试管包括：内管和套设于所述内管外端的外管，
[0014]所述内管内形成有用于测试流体流动的第一通道，所述外管与所述内管之间形成用于调节所述测试流体温度的第二通道，且所述第一通道的两端配置有第一进口端和第一出口端，所述第二通道的两端配置有第二进口端和第二出口端；
[0015]其中，所述第一进口端与所述混合出口端和加料系统相连通，所述第一出口端与所述入口端相连通；所述第二进口端和第二出口端与所述温度控制系统相连通。
[0016]在本专利技术的一个示例中，所述测试管包括两个相互平行的第一直管和第二直管以及连通第一直管和第二直管的辅助管；其中，所述进口端形成在所述第一直管上，所述出口端形成在所述第二直管上。
[0017]在本专利技术的一个示例中，所述温度控制系统包括：加热装置和降温装置，
[0018]所述加热装置和所述降温装置彼此并联，且在其并联的两端具有第一端口和第二端口，其中，所述第一端口与所述第一进口端相连通，所述第二端口与所述第一出口端相连通，用于通过调节所述第二通道的温度来调节所述第一通道的温度。
[0019]在本专利技术的一个示例中，所述气液循环系统还包括：散热器，
[0020]所述散热器配置在所述气体循环泵的排气端与气液混合器的进液端之间，用于降低由所述排气端排出的气体流的热量。
[0021]在本专利技术的一个示例中，所述多相分离系统还包括：旋风分离器，
[0022]所述旋风分离器具有进气口和排气口，所述进气口与所述出气端相连通，所述排气口与所述入气端相连通。
[0023]在本专利技术的一个示例中，所述加料系统包括：配制罐和螺杆泵，其中，所述配制罐与所述螺杆泵的入料端相连接，所述螺杆泵的出料端与所述进口端相连通。
[0024]在本专利技术的一个示例中，所述试验装置还包括：辅助系统，所述辅助系统包括：
[0025]真空泵组件，设置在所述混合出口端与所述进口端之间；
[0026]气瓶，与所述气体循环泵的入气端和所述重力分离器的出气端相连通。
[0027]本专利技术另一个目的在于提出一种深水油气生产井筒模拟试验方法，包括如下步骤：
[0028]S10：打开气液循环系统中的气体循环泵，在该试验装置内泵入空气并使空气在试验装置内流动，干燥试验装置；
[0029]S20：试验装置干燥后，密闭试验装置，并打开辅助系统的真空泵组件，排空试验装
置内的空气并保持真空状态；
[0030]S30：将该试验装置静置一段时间，确定无泄漏发生后，打开气瓶向该装置通入试验气体，并在试验装置内气压略高于大气压后停止注气；
[0031]S40：打开温度控制系统，其中，当该试验装置进行水合物相关的试验时，打开降温装置；当该试验装置进行蜡和垢相关的试验时，打开加热装置；
[0032]S50：调节加料系统的配制罐内的试验液体的温度，并在试验液体的温度调节至试验目标温度附近后，打开气瓶通入试验气体，待试验装置内的压力达到试验压力的一半左右时，开启加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，包括：测试管段系统(10)，包括：测试管(11)和电
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磁
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超声波场加载器(12)，其中，测试管(11)具有进口端(11A)和出口端(11B)，所述电
‑
磁
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超声波场加载器(12)配置在所述进口端(11A)处，用于在所述进口端(11A)形成电场、磁场和超声波场；气液循环系统(20)，包括：气液混合器(21)、气体循环泵(22)和液体循环泵(23)，其中，所述气液混合器(21)具有进气端(211)、进液端(212)和混合出口端(213)，所述混合出口端(213)与所述进口端(11A)相连通；所述气体循环泵(22)的排气端(222)与所述进气端(211)相连通，所述所述液体循环泵(23)的排液端(232)与所述进液端(212)相连通；多相分离系统(30)，包括：重力分离器(31)，其中，所述重力分离器(31)具有入口端(311)、出气端(312)和出液端(313)，所述入口端(311)与所述出口端(11B)相连通，所述出液端(313)与所述液体循环泵(23)的入液端(231)相连通，所述出气端(312)与所述气体循环泵(22)的入气端(221)相连通；加料系统(40)，与所述进口端(11A)相连通，用于向所述测试管(11)输入试验液体；温度控制系统(50)，与所述测试管(11)相连接，用于调节所述测试管(11)的温度。2.根据权利要求1所述的深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，所述测试管(11)包括：内管(110A)和套设于所述内管(110A)外端的外管(110B)，所述内管(110A)内形成有用于测试流体流动的第一通道(110C)，所述外管(110B)与所述内管(110A)之间形成用于调节所述测试流体温度的第二通道(110D)，且所述第一通道(110C)的两端配置有第一进口端和第一出口端，所述第二通道(110D)的两端配置有第二进口端和第二出口端；其中，所述第一进口端与所述混合出口端(213)和加料系统(40)相连通，所述第一出口端与所述入口端(311)相连通；所述第二进口端和第二出口端与所述温度控制系统(50)相连通。3.根据权利要求2所述的深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，所述测试管(11)包括两个相互平行的第一直管(111)和第二直管(112)以及连通第一直管(111)和第二直管(112)的辅助管(113)；其中，所述进口端(11A)形成在所述第一直管(111)上，所述出口端(11B)形成在所述第二直管(112)上。4.根据权利要求2所述的深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，所述温度控制系统(50)包括：加热装置(51)和降温装置(52)，所述加热装置(51)和所述降温装置(52)彼此并联，且在其并联的两端具有第一端口(501)和第二端口(502)，其中，所述第一端口(501)与所述第二进口端相连通，所述第二端口(502)与所述第二出口端相连通，用于通过调节所述第二通道(110D)的温度来调节所述第一通道(110C)的温度。5.根据权利要求1所述的深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，所述气液循环系统(20)还包括：散热器(223)，所述散热器(223)配置在所述气体循环泵(22)的排气端(222)与气液混合器(21)的进液端(212)之间，用于降低由所述排气端(222)排出的气体流的热量。6.根据权利要求1所述的深水油气生产井筒模拟试验装置，其特征在于，所述多相分离系统(30)还包括：旋风分离器(32)，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：付玮琪，黄炳香，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：