CZGL-1型垂直管流實(shí)驗(yàn)裝置

一、裝置的功能

1. 觀察垂直井筒中出現(xiàn)的各種流型，掌握流型判別方法。
2. 掌握垂直井筒多相管流計(jì)算方法；通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得模擬井的產(chǎn)液量與產(chǎn)氣量的關(guān)系曲線，分析曲線，找出合理的工作制度。
3. 了解自噴井模擬器的原理及操作方法；

二、實(shí)驗(yàn)原理

1. 在許多情況下，當(dāng)油井的井口壓力高于原油飽和壓力時(shí)，井筒內(nèi)流動(dòng)著是單相液體。當(dāng)自噴井的井底壓力低于飽和壓力時(shí)，則整個(gè)油管內(nèi)部都是氣—液兩相流動(dòng)。油井生產(chǎn)系統(tǒng)的總壓降大部分是用來克服混合物在油管中流動(dòng)時(shí)的重力和摩擦損失，只有當(dāng)氣液兩相的流速很高是（如環(huán)霧流型），才考慮動(dòng)能損失。在垂直井筒中，井底壓力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力損失也可以忽略，所以，總壓降的通式為：△P總＝△Ph＋△Pr＋△Pa
2. Ph為重力下降，△Pr為摩擦下降，△Pa為加速下降。
3. 在流動(dòng)過程中，混合物密度和摩擦力沿程隨氣—液體積比、流速及混合物流型而變化。油井中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。除某些高產(chǎn)量凝析氣井和含水氣井外，一般油井都不會(huì)出現(xiàn)環(huán)流和霧流。
4. 本實(shí)驗(yàn)以空氣和水作為實(shí)驗(yàn)介質(zhì)，用閥門控制井筒中氣水比例并通過儀表測(cè)取相應(yīng)的流量和壓力數(shù)據(jù)，同時(shí)可以從透明的有機(jī)管中觀察相應(yīng)的流型。

三、整體結(jié)構(gòu)

本實(shí)驗(yàn)裝置由以下各部分組成

1. 模擬垂直井管

本實(shí)驗(yàn)裝置有有機(jī)玻璃管來模擬實(shí)際油管，可直接觀察氣液兩相在垂直井筒中的流態(tài)及模擬井筒氣體膨脹能參與舉升液體的現(xiàn)象，對(duì)氣量和產(chǎn)液量的關(guān)系進(jìn)行定量分析。

1. 恒液位水箱

保持井筒中的靜水壓頭不變。

1. 氣體控制與計(jì)量系統(tǒng)

由調(diào)壓閥、氣體流量計(jì)、針型微調(diào)閥等組成

該系統(tǒng)可向垂直管內(nèi)輸入一定流量、壓力的氣體

1. 產(chǎn)液量定量分析

由計(jì)時(shí)器、測(cè)液水箱等組成。

1. 管路流程系統(tǒng)

管線、接頭等組成，用于連接垂直管、恒位水箱、測(cè)液水箱、進(jìn)氣系統(tǒng)等組成。

1. 支架與控制箱
2.  
3.  

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1. 熟悉各儀器儀表、控制閥及流程，檢查各閥門、流量計(jì)接頭是否有漏氣、漏水等現(xiàn)象。
2. 打開供水閥，給恒水位箱供水，排除恒水位箱與管線中的氣泡。
3. 連接氣源。
4. 開針型閥，進(jìn)氣。氣量小時(shí)觀察泡流，同時(shí)觀察由于氣體運(yùn)動(dòng)速度大于液體運(yùn)動(dòng)速度而產(chǎn)生的滑脫現(xiàn)象，氣量稍大時(shí)觀察段塞流，氣量再大些時(shí)觀察環(huán)流。觀察完畢關(guān)閉針型閥。
5. 測(cè)量產(chǎn)液量與產(chǎn)氣量的關(guān)系曲線，將針型閥關(guān)閉后，待井筒液位穩(wěn)定后，再開始實(shí)驗(yàn)。

1. 測(cè)定始噴點(diǎn)：微開針型閥，使氣體將液體舉升至井口，當(dāng)液體剛到的井口，還沒有噴出時(shí)，記錄下氣體流量。
2. 測(cè)定始噴點(diǎn)與停噴點(diǎn)之間各點(diǎn)：將針型閥稍開大點(diǎn)，穩(wěn)定30S，測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)氣體累積流量與測(cè)液水箱內(nèi)產(chǎn)出的水量。
3. 在始噴點(diǎn)與停噴點(diǎn)之間測(cè)量點(diǎn)不低于10次。每次改變流量后，應(yīng)待流態(tài)穩(wěn)定（大約30S）后，才開始測(cè)定數(shù)據(jù)。
4. 測(cè)量水箱內(nèi)水位太高，應(yīng)打開放水閥放掉部分水。
5. 測(cè)停噴點(diǎn)：調(diào)節(jié)針型閥，當(dāng)氣量達(dá)到一定程度，井口只有氣體沒有液體噴出，測(cè)出停噴時(shí)氣體流量。注意此時(shí)針型閥不要開的太大，以免將恒液位水箱的水舉出。
6. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)針型閥、供水閥、關(guān)氣源閥，放掉測(cè)液水箱內(nèi)的水。

五、注意事項(xiàng)

1. 供水閥不能開的過大，或過小，以免水從恒液位水箱中溢出，或液面低于溢流而導(dǎo)致井底壓力降低的情況發(fā)生。
2. 在打開氣源閥，調(diào)節(jié)閥使流量計(jì)內(nèi)有一定壓力后，才能開針型閥。否則水會(huì)倒流進(jìn)流量計(jì)，造成流量計(jì)計(jì)量不準(zhǔn)。
3. 工作時(shí)，只能選擇一只流量計(jì)，其余流量計(jì)閥必須關(guān)閉。
4. 開針型閥時(shí)，不能一會(huì)兒大，一會(huì)兒小，要從小到大緩慢操作，必要時(shí)可用流量計(jì)上閥門儀器控制流量。
5. 停噴時(shí)針型閥不要開得太大，以免將恒液位水箱的水舉出。