井下柱塞测试装置及测试方法与流程

本发明涉及石油工具，尤其涉及一种井下柱塞测试装置及测试方法。

背景技术：

1、随着气井储层能量的消耗、产气流量不断降低、气体的携液能力持续减弱，井筒积液在油气田开发后期是很常见的问题，柱塞举升系统可以有效地消除井底积液，减小对生产层的回压，防止水淹，从而延长天然气井的寿命，已被各大气田广泛应用。然而，对于井下柱塞的优化设计和匹配性优选大多采用计算分析手段，缺少必要的实验验证手段，难以保证优化设计和匹配性优选的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种井下柱塞测试装置及测试方法，以解决缺少必要的实验验证手段，难以保证井下柱塞优化设计和匹配性优选的准确性的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

3、一种井下柱塞测试装置，包括试验管组集成组件和水气路集成组件；试验管组集成组件包括第一柱塞、第一柱塞捕捉器、第一柱塞捕捉管段和第一实验油管；第一柱塞捕捉管段的下端与第一实验油管连接，第一柱塞捕捉器安装于第一柱塞捕捉管段，第一柱塞设置于第一实验油管内；水气路集成组件用于向第一实验油管内泵入液体，并向第一实验油管内从第一柱塞远离第一柱塞捕捉器的一端注入气体。

4、进一步的，井下柱塞测试装置还包括实验机架；实验机架包括机架底座和升降座，试验管组集成组件一端抵接于机架底座，升降座与试验管组集成组件连接，用于带动试验管组集成组件在竖直方向移动以调整试验管组集成组件与竖直平面的夹角α。

5、进一步的，试验管组集成组件与竖直平面的夹角α∈[0°，80°]。

6、进一步的，试验管组集成组件与机架底座抵接的一端设置有限位滚轮，限位滚轮抵接于机架底座。

7、进一步的，试验管组集成组件还包括位置接近开关，多个位置接近开关沿第一实验油管的长度方向间隔设置。

8、进一步的，水气路集成组件包括水箱和水位传感器，水箱用于向第一实验油管注入液体，水位传感器用于检测水箱的水位变化。

9、进一步的，水气路集成组件还包括储气罐，储气罐用于向第一实验油管注入气体。

10、进一步的，水气路集成组件还包括第一出水压力传感器和第二出水压力传感器；第一出水压力传感器设置于水箱和第一实验油管之间，用于检测第一柱塞下端的水压；第二出水压力传感器设置于第一柱塞捕捉管段和水箱之间，用于检测第一柱塞上端的水压。

11、进一步的，水气路集成组件还包括第一气体流量计和第二气体流量计；第一气体流量计设置于储气罐和第一实验油管之间，用于检测注入第一实验油管的气体流量；第二气体流量计与第一柱塞捕捉管段连接，用于检测排出第一实验油管的气体流量。

12、本发明的另一方面，提供了一种井下柱塞测试方法，使用上述的井下柱塞测试装置，包括如下步骤：

13、测试准备：向储气罐中注入压缩空气直至达到储能额定压力，将水箱中的清水泵入第一实验油管内直至液量达到设计值；

14、执行测试：通过储气罐向第一实验油管内注入高压空气进而驱动第一柱塞带动清水向上升起，位置接近开关记录第一柱塞的经过情况，第一柱塞升到顶点后被第一柱塞捕捉器卡住；

15、收集数据：通过位置接近开关、第一出水压力传感器、第二出水压力传感器、水位传感器、第一气体流量计、第二气体流量计获取柱塞运行速度、举出液量、举出气液比、柱塞上下压差。

16、综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果在于：

17、本发明提供的井下柱塞测试装置包括试验管组集成组件和水气路集成组件；试验管组集成组件包括第一柱塞、第一柱塞捕捉器、第一柱塞捕捉管段和第一实验油管；第一柱塞捕捉管段的下端与第一实验油管连接，第一柱塞捕捉器安装于第一柱塞捕捉管段，第一柱塞设置于第一实验油管内；水气路集成组件用于向第一实验油管内泵入液体，并向第一实验油管内从第一柱塞远离第一柱塞捕捉器的一端注入气体。

18、本发明提供的井下柱塞测试装置通过模拟井下气液共存的环境，从而能够对柱塞举升的的相关参数进行实验分析，以验证井下柱塞的优化设计和匹配性优选的科学性，提高准确性，进而有效提升气井排水采气效率。

技术特征：

1.一种井下柱塞测试装置，其特征在于，包括试验管组集成组件(2)和水气路集成组件(3)；

2.根据权利要求1所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，还包括实验机架(1)；

3.根据权利要求2所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述试验管组集成组件(2)与竖直平面的夹角α∈[0°，80°]。

4.根据权利要求3所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述试验管组集成组件(2)与所述机架底座(1-6)抵接的一端设置有限位滚轮(2-25)，所述限位滚轮(2-25)抵接于所述机架底座(1-6)。

5.根据权利要求1所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述试验管组集成组件(2)还包括位置接近开关(2-13)，多个所述位置接近开关(2-13)沿所述第一实验油管(2-12)的长度方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述水气路集成组件(3)包括水箱(3-20)和水位传感器(3-19)，所述水箱(3-20)用于向所述第一实验油管(2-12)注入液体，所述水位传感器(3-19)用于检测所述水箱(3-20)的水位变化。

7.根据权利要求6所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述水气路集成组件(3)还包括储气罐(3-2)，所述储气罐(3-2)用于向所述第一实验油管(2-12)注入气体。

8.根据权利要求7所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述水气路集成组件(3)还包括第一出水压力传感器(3-16)和第二出水压力传感器(3-23)；

9.根据权利要求8所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，所述水气路集成组件(3)还包括第一气体流量计(3-7)和第二气体流量计(3-21)；

10.一种井下柱塞测试方法，使用如权利要求9所述的井下柱塞测试装置，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及石油工具技术领域，尤其涉及一种井下柱塞测试装置及测试方法，旨在解决缺少必要的实验验证手段，难以保证井下柱塞优化设计和匹配性优选的准确性的问题。本发明提供的井下柱塞测试装置包括试验管组集成组件和水气路集成组件；试验管组集成组件包括第一柱塞、第一柱塞捕捉器、第一柱塞捕捉管段和第一实验油管；水气路集成组件用于向第一实验油管内泵入液体，并向第一实验油管内从第一柱塞远离第一柱塞捕捉器的一端注入气体。本发明通过井下柱塞测试装置模拟井下气液共存的环境，从而能够对柱塞举升的的相关参数进行实验分析，以验证井下柱塞的优化设计和匹配性优选的科学性，提高准确性，进而有效提升气井排水采气效率。

技术研发人员：王学正,詹鸿运,吴杰,常磊,杨晓勇,张秀青,沈文龙,成琪,王玥
受保护的技术使用者：中国石油集团渤海钻探工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/20