Лабораторная установка по изучению процесса движения газожидкостных смесей в моделях скважин описание конструкции стенда
Лабораторный стенд размещается на одной профильной доске, размещенной между двумя мобильными основаниями. Профильная доска и основания оснащены колёсами с тормозами, и, при необходимости, стенд может быть перемещён в любую часть аудитории.
Лабораторный стенд включает в себя: три газожидкостных подъемника, три резервуара, систему подачи воздуха, систему управления и визуализации. В качестве рабочей жидкости в стенде используется техническая дистиллированная вода.
Резервуар Н1 (рисунок 2.9) имитирует основную эксплуатационную колонну и служит для размещения трёх газожидкостных подъемников. Резервуар выполнен прозрачным и зафиксирован на профильной плите. Газожидкостные подъемники представляют собой ряд прозрачных вертикальных труб, имитирующих основные элементы скважины: воздушную трубу и колонну насосно-компрессорных труб. Воздушная труба внешним диаметром 110 мм предназначена для подвода воздуха к «башмаку». В данном исполнении лабораторного стенда в качестве башмака используется фильтр с ячейкой 5 мкм. Сжатый воздух проходит сквозь «башмак» и диспергируется в жидкости в виде пузырьков. Таким образом, возникает газожидкостная смесь (ГЖС).
Колонна насосно-компрессорных труб имитируется прозрачной трубой, внутренний диаметр которой соответственно 16 мм для первого, 21 мм для второго и 32 мм для третьего газожидкостного подъемников соответственно.
Рисунок 2.9 – Схема лабораторного стенда
БПВ - блок подготовки воздуха; V00 - прецизионный регулятор давления; V01 - дроссель (регулятор расхода); V1 - V9 - отсечные краны; Z1 - датчик уровня жидкости; Z2 - датчик расхода воздуха; Z3 - датчик давления воздуха; Н1 – бак; Н2 – бак; Н3 - мерный бак; Р1 – насос; С1 - компрессор
Резервуар Н2 является компенсационным. При изменении относительного погружения под динамический уровень, лишняя жидкость из резервуара Н1 сливается в резервуар Н2 самотёком по системе трубопроводов. При необходимости повысить динамический уровень жидкость из резервуара Н2 подаётся в Н1 центробежным насосом с регулируемой производительностью P1.
Краны V1, V2, V3 обеспечивают соединение резервуаров Н1 и Н2.
Мерный бак Н3 расположен на левом мобильном основании от Н1 и предназначен для измерения подачи каждого газожидкостного подъемника объёмным способом. Жидкость после измерения сливается в резервуар Н2.
В данной системе предусмотрена защита от превышения уровня жидкости в резервуаре Н1. При достижении жидкостью некоторого предельного уровня жидкость начинает сливаться через кран V5 в резервуар Н2.
Во время проведения экспериментов центробежный насос с регулируемой производительностью Р1 выполняет функцию подержания постоянного динамического уровня в резервуаре Н1. Уровень задаётся оператором. Автоматическая система поддержания уровня состоит из контроллера, насоса Р1 и датчика уровня жидкости в баке Z1. Система подачи воздуха к газожидкостным подъемникам включает в себя: компрессор С1, блок подготовки воздуха с фильтрацией 5 мкм (БПВ), редукционный клапан V00, датчик расхода воздуха Z2, датчика давления Z3, дроссель V01, и три крана V6, V7 и V8 (осуществляющие подвод воздуха к конкретному подъемнику).