СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Полезная модель относится к нефтегаздобывающей промышленности и может быть использована для исследования движения потоков и сыпучих материалов в вертикальных и наклонных трубопроводах (скважинах, шлейфах от скважин) при добыче газа.
Из уровня техники известен стенд для исследования условий подъема жидкости с использованием газа из скважин газовых, конденсатных и нефтяных месторождений (RU 48580, U1, опубл. 27.10.2005). Известный стенд предназначен для изучения условий подъема газа и жидкости по лифтовым колоннам труб. Стенд включает одну или нескольких колонн труб различного диаметра, узел подачи и регулирования расхода жидкости, средство подачи и регулирования расхода газа, в состав которого входит компрессор, устройство ввода в колонну и отвода из колонны газожидкостной смеси, сепаратор, имеющий выходы для жидкости и газа, средство отвода жидкости и газа из установки. Трубопровод снабжен патрубком избыточного давления газа и патрубком сброса газа. В известном решении трубопровод подачи газа расположен по отношению к узлу ввода газожидкостной смеси таким образом, что в него жидкость перетекает, а затем скапливается и при обработке результатов экспериментов не учитывается, что, в свою очередь, негативно отражается на достоверности и точности результатов экспериментов.
Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью, заключается в создании упрощенной конструкции стенда для исследования газогидродинамических процессов.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в упрощении конструкции стенда.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании стенда для исследования газогидродинамических процессов. Причем стенд для исследования газогидродинамических процессов содержит лифтовую колонну, узел подачи и регулирования подачи жидкости, трубопровод подвода газа связан с устройством ввода в колонну газожидкостной смеси (ГЖС), установленным в нижней части лифтовой колонны и снабженным сливным патрубком, имеющим запорное устройство, устройство отвода из колонны ГЖС, установленное в верхней части лифтовой колонны, и измерительную аппаратуру. Стенд дополнительно снабжен энергоблоком, предназначенным с помощью турбины обеспечивать всасывание воздуха из атмосферы в лифтовую колонну и выпуск газа в атмосферу по трубопроводу отвода ГЖС, снабженному запорно-регулирующей арматурой, от устройства отвода из колонны ГЖС. Выход жидкости последнего через узел подачи и регулирования подачи жидкости связан трубопроводом подачи жидкости с устройством ввода в колонну ГЖС. Место входа для подачи газа устройства ввода в колонну ГЖС расположено выше места входа для подачи жидкости.
На чертеже представлена схема стенда для исследования газогидродинамических процессов.
В состав стенда для исследования условий гидрогазодинамических процессов входят: лифтовая колонна (1), устанавливаемая в вертикальном или наклонном положении. В нижней и верхней частях лифтовой колонны установлены соответственно устройство ввода в колонну газжидкостной смеси (ГЖС) (2) и устройство отвода из колонны (3) смеси. В состав стенда также входят: трубопровод подвода газа (4) с запорно-регулирующей арматурой; трубопровод отвода ГЖС (5) с запорно-регулирующей арматурой с выпуском в атмосферу; трубопровод подачи жидкости (6); узел подачи и регулирования подачи жидкости (7), работающий по замкнутому циклу; сливной патрубок (8) с запорным устройством (9); энергоблок (10), предназначенный с помощью турбины создавать условия всасывания воздуха в лифтовую колонну; измерительная аппаратура (расходомеры газа и жидкости, преобразователи разности давлений, датчики давлений, датчики температуры и т.п. (на схеме не указаны)).
Работа стенда для исследования газогидродинамических процессов осуществляется следующим образом. Предлагаемый стенд запускают в работу путем включения энергоблока (10). После этого под действием турбины энергоблока воздух всасывается из атмосферы и по трубопроводу подвода газа (4) поступает в устройство ввода в лифтовую колонну ГЖС (2), а затем в лифтовую колонну (1). Регулируя мощность энергоблока (10), можно задать необходимый расход газа. Величину расхода контролируют по показаниям расходомеров. Газ, поступивший в лифтовую колонну (1), поднимается по лифтовой колонне вверх и через устройство (3) отвода смеси из лифтовой колонны по трубопроводу отвода ГЖС (5) выбрасывается в атмосферу. В узел подачи и регулирования расхода жидкости (7) осуществляют подачу жидкости, которая затем поступает в лифтовую колонну в виде газожидкостной смеси, полученной в устройстве ввода в лифтовую колонну ГЖС (2), где жидкость смешивается с газом, и поднимаясь по лифтовой колонне (1) в виде газожидкостная смеси под действием напора газа. Достигнув верхней части лифтовой колонны труб (1), газожидкостная смесь в устройстве (3) отвода газожидкостной смеси отделяется и по трубопроводу подачи жидкости (6) поступает в узел подачи и регулирования расхода жидкости (7).
После окончания эксперимента жидкость сливается через сливной патрубок (8) с запорным устройством (9), находящиеся внизу лифтовой колонны (1).
Во время проведения конкретного эксперимента манометрами или дифференциальными манометрами на стенде осуществляют измерения давления на заданных участках лифтовой колоны (1). Выполнив требуемые измерения, изменяют технологические параметры режима работы стенда: давление, расходы газа и жидкости, или прекращают работу стенда, удалив жидкость из колонны в систему утилизации. При этом давление в лифтовой колонне может быть изменено при подаче газа в трубопровод подвода газа 4 или за счет изменения мощности энергоблока 10.
Также обеспечить работу стенда можно путем подключения трубопровода подачи газа (4) к источнику газа высокого давления патрубком подачи избыточного давления газа.
В предлагаемой конструкции стенда воздух не циркулирует по замкнутой системе, а находится в лифтовой колонне при постоянной атмосферной температуре, что позволяет упростить конструкцию стенда и отказаться от использования теплообменников для работы стенда в заданном режиме.