一种固定阀总成综合评价试验装置及方法与流程

1.本发明属于油田开发领域，具体涉及一种固定阀总成综合评价试验装置及方法。


背景技术：

2.油田开发人工举升技术有杆泵举升系统作为适用性较强的举升系统在现场广泛应用，抽油泵作为有杆泵举升系统的核心，其性能对举升效果造成直接影响，抽油泵主要由柱塞、泵筒、游动阀总成、固定阀总成构成，其中因游动阀总成结构相对紧凑，可优化空间有限，固定阀总成的性能对抽油泵的适用性及整体性能影响较大。
3.固定阀总成是地层产出液进入泵筒的第一环节，主要由固定阀罩本体、阀罩上端面、阀球、阀座等部件组成，其中固定阀罩本体内部结构、阀罩上端面结构、阀球材质等均会在地层产出液流过固定阀的过程中产生直接影响，因此对固定阀总成开展综合评价及优化研究工作，是进行抽油泵改进及优化研究的基础。
4.抽油泵固定阀总成性能的评价主要包括液体通过时的压降、阀球起跳高度、阀球回落时间、阀球回落漏失量等，目前对抽油泵固定阀总成性能的评价主要基于理论计算及单项的静态试验，但抽油泵工作是动态过程，同时受多种条件影响，通过计算及静态试验得出的结论与实际状态存在一定偏差，不利于指导现场应用。


技术实现要素：

5.针对上述不足本发明提供一种装置，该装置可实现对地层复杂流体的模拟，以及对真实井筒条件的模拟完成固定阀总成的综合评价。
6.本发明解决技术问题采用的装置设有储液罐，储液罐侧面分别与出液端和定压恒流泵的一侧相连，定压恒流泵的另一侧与气液混合装置的一侧相连，气液混合装置的另一侧与换向阀的一侧相连，换向阀的另一侧与进液端a，进液端a与出液端之间设有夹持装置，夹持装置上设有压力表接头。
7.进一步的，出液端与进液端a的侧面设有综合测量装置本体。
8.进一步的，气液混合装置顶部与恒流控气阀一侧相连，恒流空气阀另一侧与储气罐相连。
9.进一步的，气液混合装置与换向阀之间的管道上设有控温装置。
10.进一步的，换向阀与进液端a之间的管道上设有测温计。
11.进一步的，储液罐与出液端之间的管道与换向阀顶部相连。
12.进一步的，综合测量装置本体中设有阀球。
13.本发明同时保护上述装置的评价试验方法，该方法的步骤如下：
14.(1)将待测固定阀总成安装在夹持装置上，开启储液罐、储气罐控制阀门；
15.(2)按照待测地层条件下液体粘度、气液比、温度、沉没度等参数调整试验系统相关参数；
16.(3)开启试验装置试运行，监测夹持装置出口端温度；
17.(4)待管路内流体温度达到设计温度后，开启综合测量装置本体，记录阀球起跳高度，观察夹持装置两端压力表，记录压差；
18.(5)开启换向阀，观察综合测量装置本体中阀球回落时间，至此一次评价流程结束。
19.有益效果：利用本发明装置，可以实现对地层复杂流体的模拟，以及对真实井筒条件的模拟，通过形成闭合回路，可以确保系统内的流体温度一致。通过气液混合装置、定压恒流泵、恒流控气阀组合控制，保证了真实模拟实际气液比。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图。
21.如图，1.储气罐，2.恒流控气阀，3.综合测量装置本体，4.出液端，5.压力表接头，6.夹持装置，7.进液端a，8.测温计，9.换向阀，10.控温装置，11.出口，12.进气端，13.气液混合装置，14.进液端b，15.定压恒流泵，16.储液罐。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
23.实施例1
24.本实施例设有储液罐16，储液罐16侧面分别与出液端4和定压恒流泵15的一侧相连，定压恒流泵15的另一侧与气液混合装置13的一侧相连，气液混合装置13的另一侧与换向阀9的一侧相连，换向阀9的另一侧与进液端a7，进液端a7与出液端4之间设有夹持装置6，夹持装置6上设有压力表接头5。
25.其中，出液端4与进液端a7的侧面设有综合测量装置本体3。
26.气液混合装置13顶部与恒流控气阀2一侧相连，恒流空气阀2另一侧与储气罐1相连。
27.气液混合装置13与换向阀9之间的管道上设有控温装置10。
28.换向阀9与进液端a7之间的管道上设有测温计8。
29.储液罐16与出液端4之间的管道与换向阀9顶部相连。
30.综合测量装置本体3中设有阀球。
31.实施例2
32.(1)将待测固定阀总成安装在夹持装置上，开启储液罐、储气罐控制阀门；
33.(2)按照待测地层条件下液体粘度配制为30mpa.s，气液比设定为50:1，温度设定为60℃，上下压差设置为2mpa模拟200米沉没度；
34.(3)开启试验装置试运行，监测夹持装置出口端温度；
35.(4)待管路内流体温度达到设计温度后，开启综合测量装置本体，记录阀球起跳高度，观察夹持装置两端压力表，记录压差；
36.(5)开启换向阀，观察综合测量装置本体中阀球回落时间，至此一次评价流程结束。
37.实施例3
38.(1)将待测固定阀总成安装在夹持装置上，开启储液罐、储气罐控制阀门；
39.(2)按照待测地层条件下液体粘度配制为1000mpa.s，气液比设定为10:1，温度设定为80℃，上下压差设置为1mpa模拟100米沉没度；
40.(3)开启试验装置试运行，监测夹持装置出口端温度；
41.(4)待管路内流体温度达到设计温度后，开启综合测量装置本体，记录阀球起跳高度，观察夹持装置两端压力表，记录压差；
42.(5)开启换向阀，观察综合测量装置本体中阀球回落时间，至此一次评价流程结束。
43.实施例4
44.该方法的步骤如下：
45.(1)将待测固定阀总成安装在夹持装置上，开启储液罐、储气罐控制阀门；
46.(2)按照待测地层条件下液体粘度配制为5000mpa.s，气液比设定为10:1，温度设定为80℃，上下压差设置为3mpa模拟300米沉没度；
47.(3)开启试验装置试运行，监测夹持装置出口端温度；
48.(4)待管路内流体温度达到设计温度后，开启综合测量装置本体，记录阀球起跳高度，观察夹持装置两端压力表，记录压差；
49.(5)开启换向阀，观察综合测量装置本体中阀球回落时间，至此一次评价流程结束。
50.上述实施例只是用于对本发明的举例和说明，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。


技术特征：
1.一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，该装置设有储液罐(16)，储液罐(16)侧面分别与出液端(4)和定压恒流泵(15)的一侧相连，定压恒流泵(15)的另一侧与气液混合装置(13)的一侧相连，气液混合装置(13)的另一侧与换向阀(9)的一侧相连，换向阀(9)的另一侧与进液端a(7)，进液端a(7)与出液端(4)之间设有夹持装置(6)，夹持装置(6)上设有压力表接头(5)。2.根据权利要求1所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，出液端(4)与进液端a(7)的侧面设有综合测量装置本体(3)。3.根据权利要求1所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，气液混合装置(13)顶部与恒流控气阀(2)一侧相连，恒流空气阀(2)另一侧与储气罐(1)相连。4.根据权利要求1所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，气液混合装置(13)与换向阀(9)之间的管道上设有控温装置(10)。5.根据权利要求1所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，换向阀(9)与进液端a(7)之间的管道上设有测温计(8)。6.根据权利要求1所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，储液罐(16)与出液端(4)之间的管道与换向阀(9)顶部相连。7.根据权利要求2所述的一种固定阀总成综合评价试验装置，其特征在于，综合测量装置本体(3)中设有阀球。8.一种使用权利要求1中装置的试验方法，其特征在于，该方法的步骤如下：s1.将待测固定阀总成安装在夹持装置(6)上，开启储液罐(16)、储气罐(1)控制阀门；s2.按照待测地层条件下液体粘度、气液比、温度、沉没度等参数调整试验系统相关参数；s3.开启试验装置试运行，监测夹持装置(6)出口端温度；s4.待管路内流体温度达到设计温度后，开启综合测量装置本体，记录阀球起跳高度，观察夹持装置(6)两端压力表，记录压差；s5.开启换向阀(9)，观察综合测量装置本体中阀球回落时间，至此一次评价流程结束。9.根据权利要求8所述的一种固定阀总成综合评价试验方法，其特征在于，步骤s2中液体粘度为30-5000mpa.s，气液比为10-50:1，温度为60-80℃，上下压差设置为1-3mpa。

技术总结
一种固定阀总成综合评价试验装置及方法，属于油田开发领域。本发明解决技术问题采用的装置设有储液罐，储液罐侧面分别与出液端和定压恒流泵的一侧相连，定压恒流泵的另一侧与气液混合装置的一侧相连，气液混合装置的另一侧与换向阀的一侧相连，换向阀的另一侧与进液端a，进液端a与出液端之间设有夹持装置，夹持装置上设有压力表接头。本发明试验方法设置待测地层条件下液体粘度、气液比、温度、沉没度等参数调整试验系统相关参数实现固定阀的评价测试。利用本发明装置，可以实现对地层复杂流体的模拟，以及对真实井筒条件的模拟，通过形成闭合回路，可以确保系统内的流体温度一致。可以确保系统内的流体温度一致。可以确保系统内的流体温度一致。


技术研发人员：吴冬 罗恩勇 郭斌建 蒋川 黎俊良 刘冬雷 徐振宇 孙鹏勃 焦成 海青华 刘一凡 焦明明
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.05.21
技术公布日：2022/11/22