CZGL-1型垂直管流实验装置

一、装置的功能

1. 观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法。
2. 掌握垂直井筒多相管流计算方法；通过实验测得模拟井的产液量与产气量的关系曲线，分析曲线，找出合理的工作制度。
3. 了解自喷井模拟器的原理及操作方法；

二、实验原理

1. 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气—液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高是（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略，所以，总压降的通式为：△P总＝△Ph＋△Pr＋△Pa
2. Ph为重力下降，△Pr为摩擦下降，△Pa为加速下降。
3. 在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气—液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
4. 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机管中观察相应的流型。

三、整体结构

本实验装置由以下各部分组成

1. 模拟垂直井管

本实验装置有有机玻璃管来模拟实际油管，可直接观察气液两相在垂直井筒中的流态及模拟井筒气体膨胀能参与举升液体的现象，对气量和产液量的关系进行定量分析。

1. 恒液位水箱

保持井筒中的静水压头不变。

1. 气体控制与计量系统

由调压阀、气体流量计、针型微调阀等组成

该系统可向垂直管内输入一定流量、压力的气体

1. 产液量定量分析

由计时器、测液水箱等组成。

1. 管路流程系统

管线、接头等组成，用于连接垂直管、恒位水箱、测液水箱、进气系统等组成。

1. 支架与控制箱
2.  
3.  

四、实验步骤

1. 熟悉各仪器仪表、控制阀及流程，检查各阀门、流量计接头是否有漏气、漏水等现象。
2. 打开供水阀，给恒水位箱供水，排除恒水位箱与管线中的气泡。
3. 连接气源。
4. 开针型阀，进气。气量小时观察泡流，同时观察由于气体运动速度大于液体运动速度而产生的滑脱现象，气量稍大时观察段塞流，气量再大些时观察环流。观察完毕关闭针型阀。
5. 测量产液量与产气量的关系曲线，将针型阀关闭后，待井筒液位稳定后，再开始实验。

1. 测定始喷点：微开针型阀，使气体将液体举升至井口，当液体刚到的井口，还没有喷出时，记录下气体流量。
2. 测定始喷点与停喷点之间各点：将针型阀稍开大点，稳定30S，测定相同时间内气体累积流量与测液水箱内产出的水量。
3. 在始喷点与停喷点之间测量点不低于10次。每次改变流量后，应待流态稳定（大约30S）后，才开始测定数据。
4. 测量水箱内水位太高，应打开放水阀放掉部分水。
5. 测停喷点：调节针型阀，当气量达到一定程度，井口只有气体没有液体喷出，测出停喷时气体流量。注意此时针型阀不要开的太大，以免将恒液位水箱的水举出。
6. 实验结束关针型阀、供水阀、关气源阀，放掉测液水箱内的水。

五、注意事项

1. 供水阀不能开的过大，或过小，以免水从恒液位水箱中溢出，或液面低于溢流而导致井底压力降低的情况发生。
2. 在打开气源阀，调节阀使流量计内有一定压力后，才能开针型阀。否则水会倒流进流量计，造成流量计计量不准。
3. 工作时，只能选择一只流量计，其余流量计阀必须关闭。
4. 开针型阀时，不能一会儿大，一会儿小，要从小到大缓慢操作，必要时可用流量计上阀门仪器控制流量。
5. 停喷时针型阀不要开得太大，以免将恒液位水箱的水举出。