一种泡沫排水模拟实验装置的制作方法

本实用新型涉及油气开采领域，特别涉及一种泡沫排水模拟实验装置。

背景技术：

泡沫排水采气工艺指的是，往井内加入起泡剂，井底积水与起泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，随气流从井底携带到地面，达到清除井底积液的目的。同时，在携带气泡流的天然气上升到地面后，为防止泡沫带入地面工艺设备，影响正常生产。还需在管线内流体进入设备前，向管线内注入消泡剂，将泡沫除去。

在现场应用之前，为了准确地获知起泡剂的起泡能力和消泡剂的消泡能力，通常对采用它们的泡沫排水采气过程进行实验模拟。所以，提供一种能够准确地模拟现场泡沫排水采气动态过程的实验装置是十分必要的。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种泡沫排水模拟实验装置，可以解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种泡沫排水模拟实验装置，所述装置包括：携液管、气源、气体流量泵、水源、液体流量泵、起泡剂注入泵、消泡剂注入泵、排液管、消泡管、集液器；

所述携液管包括：形成有环空的内层透明管和外层透明管，所述外层透明管的外壁上设置有刻度，所述内层透明管的下部壁上设置有开孔；

所述携液管的底部具有进气口和进液口，顶部具有过管孔以及与所述环空连通的进起泡剂孔，所述内层透明管的内腔下部设置有分散层，且所述分散层位于所述开孔上方；

所述气源、所述气体流量泵、所述进气口顺次连通；

所述水源、所述液体流量泵、所述进液口顺次连通；

所述起泡剂注入泵与所述进起泡剂孔连通；

所述排液管的前端通过所述过管孔伸入至所述分散层的上方；

所述消泡管为透明管，前端与所述排液管的后端连通，后端伸入至具有刻度的所述集液器内；

所述消泡剂注入泵与所述消泡管的前部连通。

在一种可能的实现方式中，所述分散层采用砂芯板制备得到。

在一种可能的实现方式中，所述进气口处设置有进气管，所述气体流量泵通过管线与所述进气管连通。

在一种可能的实现方式中，所述进气管和所述气体流量泵之间的管线上设置有第一压力表。

在一种可能的实现方式中，所述进气管上设置有第一阀门。

在一种可能的实现方式中，所述进液口处设置有进液管，所述液体流量泵通过管线与所述进液管连通。

在一种可能的实现方式中，所述进液管和所述液体流量泵之间的管线上设置有第二压力表。

在一种可能的实现方式中，所述进液管上设置有第二阀门。

在一种可能的实现方式中，所述进起泡剂孔处设置有进起泡剂管，所述起泡剂注入泵通过管线与所述进起泡剂管连通。

在一种可能的实现方式中，所述排液管包括顺次连通的第一竖直段、水平段和第二竖直段；

所述第一竖直段伸入至所述携液管内；

所述水平段和所述第二竖直段位于所述携液管外部，且所述第二竖直段与所述消泡管垂直连接并导通。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的泡沫排水模拟实验装置，在应用时，通过气源向携液管内(即，内层透明管内)泵入一定量的气体，同时，通过水源向携液管内泵入一定量的液体，两者在分散层以下混合，与此同时，通过起泡剂注入泵向内层透明管和外层透明管的环空中泵注起泡剂，起泡剂在分散层下方进入气液混合物，三者经分散层实现均匀分散后，借助气流的搅拌作用，起泡剂能够与水充分混合，减少液体表面张力，产生大量的含水泡沫。含水泡沫通过排液管带出携液管，进入消泡管内。通过消泡剂注入泵向消泡管的前部注入消泡剂来对含水泡沫进行消泡，进而实现了对泡沫排水采气动态过程的准确模拟。

由于携液管为透明的，且具有刻度，通过观察其内部分散层以上的泡沫高度，即可评价起泡剂的发泡能力。通过气体流量泵和液体流量泵确定在特定时间内进入携液管内部的气和水的量，以及通过集液器确定在特定时间内收集的水量，即可评价起泡剂的携液能力。由于消泡管为透明的，通过观察其内部含水泡沫的消泡情况，即可评价消泡剂的消泡能力。可见，利用本实用新型实施例提供的实验装置，可以真实可靠地模拟气井泡排生产的动态过程，同时对起泡剂的发泡及携液能力，以及消泡剂的消泡能力进行有效评价。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的泡沫排水模拟实验装置的结构示意图。

附图标记分别表示：

1-携液管，101-内层透明管，102-外层透明管，103-开孔，104-分散层，

2-气源，3-气体流量泵，4-水源，5-液体流量泵，6-起泡剂注入泵，

7-消泡剂注入泵，8-排液管，9-消泡管，10-集液器，

11-第一压力表，12-第一阀门，13-第二压力表，14-第二阀门，

15-第三阀门，16-第四阀门。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，本实用新型实施例中所提及的方位名词“前”和“后”，根据流体的流动方向来设定，流体的流动方向可以认为是由前至后。

本实用新型实施例提供了一种泡沫排水模拟实验装置，如附图1所示，该装置包括：携液管1、气源2、气体流量泵3、水源4、液体流量泵5、起泡剂注入泵6、消泡剂注入泵7、排液管8、消泡管9、集液器10。

其中，携液管1包括：形成有环空的内层透明管101和外层透明管102，外层透明管102的外壁上设置有刻度，内层透明管101的下部壁上设置有开孔103。携液管1的底部具有进气口和进液口，顶部具有过管孔以及与环空连通的进起泡剂孔，内层透明管101的内腔下部设置有分散层104，且分散层104位于开孔103上方。

气源2、气体流量泵3、进气口顺次连通；水源4、液体流量泵5、进液口顺次连通；起泡剂注入泵6与进起泡剂孔连通；排液管8的前端通过过管孔伸入至分散层104的上方；消泡管9为透明管，前端与排液管8的后端连通，后端伸入至具有刻度的集液器10内；消泡剂注入泵7与消泡管9的前部连通。

本实用新型实施例提供的泡沫排水模拟实验装置的工作原理如下所述：

通过气源2向携液管1内(即，内层透明管101内)泵入一定量的气体，同时，通过水源4向携液管1内泵入一定量的液体，两者在分散层104以下混合，与此同时，通过起泡剂注入泵6向内层透明管101和外层透明管102的环空中泵注起泡剂，起泡剂在分散层104下方进入气液混合物，三者经分散层104实现均匀分散后，借助气流的搅拌作用，起泡剂能够与水充分混合，减少液体表面张力，产生大量的含水泡沫。含水泡沫通过排液管8带出携液管1，进入消泡管9内。通过消泡剂注入泵7向消泡管9的前部注入消泡剂来对含水泡沫进行消泡，进而实现了对泡沫排水采气动态过程的准确模拟。

由于携液管1为透明的，且具有刻度，通过观察其内部分散层104以上的泡沫高度，即可评价起泡剂的发泡能力。通过气体流量泵3和液体流量泵5确定在特定时间内进入携液管1内部的气和水的量，以及通过集液器10确定在特定时间内收集的水量，即可评价起泡剂的携液能力。由于消泡管9为透明的，通过观察其内部含水泡沫的消泡情况，即可评价消泡剂的消泡能力。可见，利用本实用新型实施例提供的实验装置，可以真实可靠地模拟气井泡排生产的动态过程，同时对起泡剂的发泡及携液能力，以及消泡剂的消泡能力进行有效评价。

可以理解的是，气体流量泵3和液体流量泵5不仅仅具有泵送流体的功能，还同时具有测定流体流量的功能，即在泵送的同时可以测定流量。以气体流量泵3举例来说，其可以包括：输送泵以及与输送泵连接的在线流量计。

本实用新型实施例将携液管1设置成包括内层透明管101和外层透明管102，两者之间具有环空，以模拟气井的井筒(即，油管和套管)，同时确保起泡剂可以由环空进入携液管1内部。如附图1所示，携液管1的底部和顶部除了上述的进气口、进液口、过管孔以及与环空连通的进起泡剂孔之外，其余部分为封闭的。

考虑到现场井筒底部一般存在积液，本实用新型实施例中，分散层104位于携液管1的下部，其下部具有一定的空间用来容纳气液混合物，以模拟井筒底部的积液。

为了便于在携液管1内部设置分散层104，可以将携液管1分成上下两段，其中，在下段中安装分散层104以后，使两段之间通过磨砂面进行连接即可。

分散层104用来对气体和起泡剂进行均匀分散，可以采用砂芯板来制备得到该分散层104。

为了使气体流量泵3与进气口实现可靠的连接，可以在进气口处设置有进气管，气体流量泵3通过管线与进气管连通。进一步地，在进气管和气体流量泵3之间的管线上设置有第一压力表11，通过压力表测定压力，以便于模拟不同井筒压力工况。

为了方便对气体是否进入携液管1，以及进入携液管1的流量大小进行控制，可以在进气管上设置有第一阀门12。

为了使液体流量泵5与进液口实现可靠的连接，可以在进液口处设置有进液管，液体流量泵5通过管线与进液管连通。进一步地，在进液管和液体流量泵5之间的管线上设置有第二压力表13，通过压力表测定压力，以便于模拟不同井筒压力工况。

为了方便对水是否进入携液管1，以及进入携液管1的流量大小进行控制，进液管上设置有第二阀门14。

为了使起泡剂注入泵6与进起泡剂孔实现可靠的连接，可以在进起泡剂孔处设置有进起泡剂管，起泡剂注入泵6通过管线与进起泡剂管连通。为了方便对起泡剂是否进入携液管1，以及进入携液管1的流量大小进行控制，可以在进起泡剂管上设置第三阀门15。

为了能准确模拟气井内泡沫排水过程，如附图1所示，可以使排液管8包括顺次连通的第一竖直段、水平段和第二竖直段。其中，第一竖直段伸入至携液管1内；水平段和第二竖直段位于携液管1外部，且第二竖直段与消泡管9垂直连接并导通。

第一竖直段能够为含水泡沫提供上行空间，利于评价发泡剂的携液能力。第二竖直段用来与消泡管9连接，使消泡管9处于水平状态，利于观察消泡剂的消泡能力。

其中，消泡管9的前部设置有进消泡剂管，消泡剂注入泵7通过管线与进消泡剂管连通。为了方便对消泡剂是否进入消泡管9，以及进入消泡管9的流量大小进行控制，可以在进消泡剂管上设置第四阀门16。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。