本发明属于油气田气水混注提高采收率实验装置，尤其涉及一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置及方法。
背景技术：
气水混注是油田提高原油采收率的一种重要工艺，准确预测井筒压力是气水混注井动态监测的重要方法。气水混注井为典型的气液两相下降流，在原油开采中，两相上升流研究较为成熟，其中以duns&ros、hagedorn&brown、orkiszewski等学者为代表，详细的研究了垂直管两相上升流流型及压降的计算方法，而气液两相下降流在锅炉、冷热交换器、核能中研究较多，而在石油领域中研究较少，精确的预测气液两相流流型是计算持液率、摩阻、压降的基础，由于气液两相下降流滑脱的存在，使得下降流持液率计算更加复杂，因此有必要研究清楚气水混注过程中气液两相下降流流型。该实验装置是以现场气水混注井流程为基础所研制的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置及方法，旨在实现气水混注井气液两相下降流流型观察及井筒压降测量。
本发明是这样实现的，一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置及方法，主要包括实验回路，配套系统和测控系统，可以模拟气水混注井垂直、倾斜、水平段气-水两相下降流流型和压力测试。
其中，实验回路包括水箱、液体离心泵、气体压缩机、储气管、气水混合段、垂直段、倾斜段、水平段等。整个气液混合段、垂直段、倾斜段、水平段为透明有机玻璃管，便于观察流型。实验介质为空气和水，水由离心泵提供，气体由空气压缩机提供，气体和水通过气、液流量计进入气水混合段。油田现场气、水被注入井筒之前存在一段气水混合段，气水混合段是以此为依据而研制的。气、水通过气水混合段流经垂直段、倾斜段、水平段，最后进入水箱，水由离心泵再次泵送进入气液混合段形成一个完整的实验回路；
配套装置包括压力传感器、气体流量计、液体流量计、高速摄像仪。气体流量计和液体流量计分别计量气体和水的流速。在垂直段、倾斜段、水平段两端分别安装压力传感器，用来测量各管段对应的压降。高速摄像仪是用来拍摄垂直、倾斜、水平管段的气水两相流流型；
测控系统包括无纸记录仪、笔记本电脑。气体流量、液体流量、各管段压力参数通过电缆传送给无纸记录仪，无纸记录仪可以实时记录每秒气体流量、液体流量、各管段压力参数。最后通过电脑读取无纸记录仪所测量的参数。
本发明一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置及方法，可以模拟气水混注井气水两相下降流流型实验和压力实验。
附图说明
图1是一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置流程图；
1、27-水箱，2、13-离心泵，3、15、17-调节阀，4-液体流量计，5、6、11-电缆，7-气水混合段，8-垂直段，9、19、20、21、23、24、26-压力传感器，10-无纸记录仪，12-笔记本电脑，14-空气压缩机，16-储气罐，18-气体流量计，19-高速摄像仪，22-倾斜段，25-水平段
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置流程图。
一种气水混注井井筒两相流流型和压力模拟实验装置及方法，主要包括实验回路，配套系统和测控系统，可以模拟气水混注井垂直、倾斜、水平段气-水两相下降流流型和压力测试。
实验介质为空气和水，气体由空气压缩机提供，储存在储气罐，通过调节阀17和气体流量计进入气液混合段7，通过调节阀调节气体流量，气体流量由气体流量计通过电缆6传送给无纸记录仪10，无纸记录仪记录气体流量。离心泵2将水箱1中的水泵送到气液混合段7，通过液体流量计计量水的流量，调节阀3调节水流量。通过调节阀可以控制整个实验的气、液注入速度，从而开展不同气速、液速条件下气液两相下降流流型和压力实验。
气体和水通过气液混合段后流入垂直管段8，两端压力分别由压力传感器9、20计量，通过电缆传送给无纸记录仪，垂直管段的气液下降流流型由高速摄像仪19拍摄。可以实现气水混注井垂直段气液两相下降流流型实验，同时也可测量气液两相下降流对应压降。
气体和水通过垂直段进入倾斜管段22，两端压力分别由压力传感器21、23计量，通过电缆传送给无纸记录仪，倾斜管段的气液下降流流型由高速摄像仪19拍摄。倾斜管段角度可以调整，可实现0°～90°调整，从而实现任意角度条件下倾斜管段气液两相下降流流型和压力实验模拟。
气体和水通过倾斜段进入到水平管段25，两端压力分别由压力传感器24、26计量，通过电缆传送给无纸记录仪，水平管段的气液下降流流型由高速摄像仪19拍摄。可实现气液混注水平管段两相流流型和压力模拟实验。
所述垂直段、倾斜段、水平段为透明有机玻璃管。无纸记录仪记录的气体流量、液体流量、压力由笔记本电脑读取分析。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：
1)垂直段、倾斜段、水平段为透明有机玻璃管，可实现气水混注两相下降流流型的可视化；
2)压力传感器可实现气水混注各管段压力变化实时记录；
3)垂直段、倾斜段、水平段可实现气水混注井不同井型气液两相下降流流型和压力实验模拟。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。