篩管耐沖蝕性能測試裝置和測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種篩管耐沖蝕性能測試裝置和測試方法。篩管耐沖蝕性能測試裝置包括砂罐、混合輸出單元、具有空腔的混砂器、加速管、噴嘴和測試單元，砂罐的底部開設有出砂口，砂罐的出砂口與混砂器的空腔相連通，混合輸出單元包括并聯設置的輸氣管線和輸液管線，混合輸出單元與混砂器、加速管和噴嘴依次串聯連通，噴嘴對準測試單元。本發明采用以上結構和方法，具有以下優點：可以采用氣固沖蝕或液固沖蝕，使得該測試裝置的用途更加廣泛；可以對砂粒的沖蝕速度和流體中的含砂量進行準確控制，以提高試驗的重復性和穩定性；采用兩種不同的沖蝕方式，模擬了篩管沖蝕破壞的兩種形式，可以更全面更準確地對篩管的耐沖蝕性能進行評價。
【專利說明】篩管耐沖蝕性能測試裝置和測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種測試裝置，尤其涉及了一種篩管耐沖蝕性能測試裝置和測試方法。
【背景技術】
[0002]疏松砂巖油氣藏的開采，由于出砂問題必須采取防砂措施。篩管是防砂措施中最重要的工具之一，它對防砂效果和防砂有效期等具有重要的影響。一旦篩管失效，就有可能會導致防砂失敗，進而造成開采出的原油帶有大量砂粒或油氣井減產。
[0003]在現有技術中，篩管耐沖蝕性能測試裝置的類型很多，但是這些裝置都是針對各自的實際工況研制的，因而它們并不滿足篩管沖蝕試驗的要求。此外在現有技術中一般還采用質量磨損率或體積磨損來評價材料耐沖蝕性能，但是這種評價方法并不適合對篩管過濾單元的耐沖蝕性能進行評價。
[0004]因此為了對篩管進行沖蝕性能評價，就必須研制出一種適合對篩管耐沖蝕性能進行試驗的測試裝置和測試方法。

【發明內容】

[0005]本發明的發明目的在于，提供了一種篩管耐沖蝕性能測試裝置和測試方法，能夠正確對篩管的耐沖蝕性能進行評價。
[0006]本發明公開了一種篩管耐沖蝕性能測試裝置，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置包括砂罐、混合輸出單元、具有空腔的混砂器、加速管、噴嘴和測試單元，所述砂罐的底部開設有出砂口，所述砂罐的出砂口與所述混砂器的空腔相連通，所述混合輸出單元包括并聯設置的輸氣管線和輸液管線，所述混合輸出單元與所述混砂器、加速管和噴嘴依次串聯連通，所述噴嘴對準所述測試單元。
[0007]優選地，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括設置在所述砂罐和所述混砂器之間的螺旋給料器，所述砂罐、所述螺旋給料器與所述混砂器依次連通。
[0008]優選地，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括豎直設置在所述砂罐中并延伸出所述砂罐的攪拌桿，所述攪拌桿的延伸端與驅動機構相連，所述攪拌桿通過所述驅動機構繞所述攪拌桿的軸向轉動，所述攪拌桿的自由端位于所述砂罐的出砂口，在所述攪拌桿的自由端上設置有繞所述攪拌桿的軸向排布的攪拌槳。
[0009]優選地，在所述輸氣管線上串接有用于輸出氣體的空壓機和用于開閉所述輸氣管線的第一閥門；在所述輸液管線上串接有用于輸出液體的柱塞泵和用于開閉所述輸液管線的第二閥門。
[0010]優選地，在所述輸氣管線與所述輸液管線并聯后的混合管線與所述砂罐的上部之間設有連接管線，在所述連接管線上串接有用于開閉所述連接管線的第三閥門。
[0011]優選地，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括激光多普勒測速儀，所述激光多普勒測速儀包括位于所述噴嘴兩側的發射器和接收器，在所述輸氣管線和所述輸液管線上還分別設置有流量計和壓力表。
[0012]優選地，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括能拆卸地罩設在所述噴嘴上的防護罩。
[0013]優選地，所述測試單元包括第一測試模塊，所述第一測試模塊包括具有第一端和第二端的第一蓋體、與所述第一蓋體的第二端相連接的第一基座，所述第一蓋體和所述第一基座之間形成用于容置篩管的第一存儲空間，所述第一蓋體的第一端罩設在所述噴嘴上。
[0014]優選地，所述測試單元包括第二測試模塊，所述第二測試模塊包括具有第一端和第二端的第二蓋體、與所述第二蓋體的第二端相連接的第二基座以及聲波采集系統，所述第二蓋體的第一端開設有開孔，所述第二蓋體和所述第二基座之間形成用于容置篩管的第二存儲空間，所述聲波采集系統包括連接于所述第二基座的第三蓋體、容置于所述第三蓋體與所述第二基座之間的金屬片、麥克風和計算機，所述金屬片與所述第三蓋體之間形成一封閉的發聲腔，所述麥克風位于該發聲腔中且用于采集金屬片發出的聲波，所述計算機與所述麥克風相電連且用于記錄該麥克風發出的聲波信號。
[0015]優選地，所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括設置在所述混砂器和所述混合輸出單元之間的文丘管，所述文丘管靠近所述混合輸出單元一側的孔徑大于所述文丘管靠近所述混砂器的空腔一側的孔徑。
[0016]本發明還公開了一種篩管耐沖蝕性能測試方法，所述評價方法采用上述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，所述篩管耐沖蝕性能測試方法包括:
[0017]步驟A，將置于所述砂罐中的砂粒導向所述混砂器的空腔中；
[0018]步驟B，將從所述混合輸出單元輸出的氣體或液體導向混砂器的空腔中；
[0019]步驟C，將砂粒以及氣體或液體在混砂器的空腔中進行混合形成混合流體；
[0020]步驟D，將混合流體通過加速管進行加速形成高速流體；
[0021]步驟E，將高速流體從噴嘴中噴向測試單元；
[0022]步驟F，測量得到評價參數。
[0023]優選地，在步驟A中，將直徑大于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中，在步驟E中，將高速流體向篩管的外壁噴射，在步驟F中，將篩管被沖破的時間T作為評價參數。
[0024]優選地，在步驟A中，將直徑小于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中，在步驟E中，將高速流體向篩管的過濾單元噴射，在步驟F中，將篩管的過濾單元沖蝕前后的數值比S作為評價參數，S=D1/D2,其中，Dl為沖蝕前篩管過濾單元的數值，D2為沖蝕后篩管過濾單元的數值。
[0025]本發明采用以上結構和方法，具有以下優點:
[0026]1、可以采用氣固沖蝕或液固沖蝕，使得該測試裝置的用途更加廣泛。
[0027]2、可以對砂粒的沖蝕速度和流體中的含砂量進行準確控制，以提高試驗的重復性和穩定性。
[0028]3、采用兩種不同的沖蝕方式，模擬了篩管沖蝕破壞的兩種形式，可以更全面更準確地對篩管的耐沖蝕性能進行評價。
【專利附圖】

【附圖說明】[0029]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發明公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本發明的理解，并不是具體限定本發明各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本發明的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發明。
[0030]圖1為本發明的篩管耐沖蝕性能測試裝置的結構示意圖。
[0031]圖2為本發明的混砂器的結構示意圖。
[0032]圖3為本發明的第一測試模塊的結構示意圖。
[0033]圖4為本發明的第二測試模塊的結構示意圖。
[0034]圖5為本發明的噴嘴和多普勒測速儀的結構示意圖。
[0035]附圖標記說明:
[0036]1-砂罐；11_上部；12_下部；13_出砂口 ；14_腔體；15_攪拌桿；151_延伸端；152-自由端；153_攪拌槳；154_驅動機構；2_螺旋給料器；21_螺旋給料器入口 ；22_螺旋給料器出口 ；3_空壓機；31_輸氣管線；4_柱塞泵；41_輸液管線；5_混合管線；6_混砂器；61_第一輸入端；62_第二輸入端；63_輸出端；64_空腔；7_文丘管；8_加速管；81_加速管入口 ；82_加速管出口 ；9-噴嘴；10-第一測試模塊；101-第一蓋體；102-第一蓋體的第一端；103_第一蓋體的第二端；104_第一基座；20_第二測試模塊；200-開孔；201_第二蓋體；202_第二蓋體的第一端；203_第二蓋體的第二端；204_第二基座；205_計算機；206-金屬片；207_第三蓋體；208_發聲腔；209_麥克風；301_第一閥門；302_第二閥門；303-第三閥門；304_連接管線；40_激光多普勒測速儀；401-發射器；402_接收器；50_流量計；60_壓力表；70_防護罩；80_篩管。
【具體實施方式】
[0037]結合附圖和本發明【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發明的細節。但是，在此描述的本發明的【具體實施方式】，僅用于解釋本發明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發明的限制。在本發明的教導下，技術人員可以構想基于本發明的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本發明的范圍。
[0038]請參考圖1至圖4，分別為本發明篩管耐沖蝕性能測試裝置結構示意圖；本發明的混砂器6的結構示意圖；本發明的第一測試模塊10的結構示意圖；本發明的第二測試模塊20的結構示意圖。如圖所示，本發明公開了一種篩管耐沖蝕性能測試裝置，它包括砂罐1、混合輸出單元、具有空腔64的混砂器6、加速管8、噴嘴9和測試單元。砂罐I具有腔體14，腔體14內用于存儲測試用的砂粒。砂罐I的上部11可以呈筒狀。砂罐I的下部12可以呈上大下小的漏斗型。砂罐I的下部12開設有與砂罐I的腔體14相連通的出砂口 13，用于將砂粒從出砂口 13中向外排出。砂罐I的出砂口 13與混砂器6的空腔64相連通。混合輸出單元包括通過管路并聯設置的輸氣管線31和輸液管線41。輸氣管線31可以向混砂器6的空腔64中輸出氣體，輸液管線41可以向混砂器6的空腔64中輸出液體。混合輸出單元與混砂器6的空腔64、加速管8和噴嘴依次串聯連通。噴嘴9對準測試單元。
[0039]具體的，在輸氣管線31上串接有空壓機3和第一閥門301。第一閥門301可以用于對輸氣管線31進行開閉控制。在輸液管線41上串接有柱塞泵4和第二閥門302。第二閥門302可以用于對輸液管線41進行開閉控制。第一閥門301和第二閥門302相間打開。當第一閥門301打開時，第二閥門302關閉，混合輸出單元中的空壓機3輸出氣體，氣體和砂粒在混砂器6的空腔64中進行混合形成混合流體以進行氣固沖蝕試驗。當第一閥門301關閉時，第二閥門302打開，混合輸出單元中的柱塞泵4輸出液體。液體和砂粒在混砂器6的空腔64中進行混合形成混合流體以進行液固沖蝕試驗。輸氣管線31和輸液管線41可以相并聯形成混合管線5。混砂器6上開設有與其空腔64相連通的第一輸入端61、第二輸入端62和輸出端63。第一輸入端61與砂罐I的出砂口 13相連通,第一輸入端61用于將自砂罐I輸出的砂粒導入混砂器6的空腔64中。第二輸入端62與混合管線5相連通,第二輸入端62用于將混合輸出單元輸出的氣體或液體導入混砂器6的空腔64中。第一輸入端61和第二輸入端62可以呈一不為0°的夾角，以防止進入混砂器6的空腔64中氣體或液體通過混砂器6的第一輸入端61進入螺旋給料器2或砂罐I中。砂粒與氣體或液體在混砂器6的腔體產生混合形成混合流體，混合流體從混砂器6的輸出端63排出。加速管8具有加速管入口 81和加速管出口 82，加速管入口 81與混砂器6的輸出端63相連通。加速管8可以采用耐磨橡膠制成，加速管8的長度可以在0.3米到1.2米之間。在加速管8中，自混砂器6輸出的混合流體中的砂粒隨著混合流體加速而達到高速狀態。從混砂器6中導出混合流體中的砂粒的速度較小、沖擊力不強，在經過加速管8的加速后，混合流體才能形成符合試驗要求的高速流體。噴嘴9與加速管出口 82相連通，高速流體從噴嘴9中噴出，并噴向測試單元。
[0040]通過對篩管80沖蝕機理分析，本發明人得知篩管80的沖蝕破壞主要存在噴射沖蝕和孔縫沖蝕兩種形式。噴射沖蝕一般為當篩管80外未形成砂層時，高速流體攜帶砂經過炮眼時，流速明顯增大的流體形成高速氣固或液固兩相射流，高速流體噴射到篩管80表面對篩管80造成沖蝕磨損。當篩管80的表面受到過度的噴射沖蝕后，篩管80的表面會被沖破，此時，篩管80就不再具有防砂能力。孔縫沖蝕一般為當篩管80外形成砂層后，高速流體攜帶細粉砂高速通過未堵塞的過濾單元，對過濾單元的內壁進行沖蝕磨損。過濾單元可以為篩管80的濾孔或濾縫等。當篩管80的過濾單元的內壁受到過度的孔縫沖蝕后，過濾單元的內徑會變大致使防砂失效。
[0041]請參考圖3所示，測試單元包括第一測試模塊10。當需要對篩管80進行孔縫沖蝕試驗時，將第一測試模塊10置于噴嘴9的出口處。第一測試模塊10包括第一蓋體101和第一基座104。第一蓋體101具有第一蓋體的第一端102和第一蓋體的第二端103,第一蓋體的第一端102罩設在噴嘴9上。第一蓋體的第二端103與第一基座104相螺紋連接，且第一蓋體101和第一基座104之間形成第一存儲空間，第一存儲空間可以用于容置篩管80。自噴嘴9噴出的高速流體噴向位于第一存儲空間內的篩管80的過濾單元，并對篩管80的過濾單元的內壁產生沖蝕磨損。
[0042]請參考圖4所示，測試單元包括第二測試模塊20。當需要對篩管80進行噴射沖蝕試驗時，將第二測試模塊20置于噴嘴9的出口處。第二測試模塊20包括第二蓋體201、第二基座204、聲波采集系統。第二蓋體201具有第二蓋體的第一端202和第二蓋體的第二端203。第二蓋體的第一端202開設有開孔200，噴嘴9對準開孔200。第二蓋體的第二端203與第二基座204相螺紋連接，且第二蓋體201和第二基座204之間形成第二存儲空間，第二存儲空間可以用于容置篩管80，當開孔200對準噴嘴9時，噴嘴9噴出的高速流體可以對準篩管80。聲波采集系統包括第三蓋體207、金屬片206、麥克風209和計算機205。第三蓋體207與第二基座204相螺紋連接。金屬片206容置于第三蓋體207和第二基座204之間，金屬片206位于相對噴嘴9面向篩管80的另一側，金屬片206還可以位于噴嘴9和篩管80的延長線上。金屬片206和第三蓋體207形成一封閉的發聲腔208。麥克風209位于發聲腔208內并用于采集金屬片206發出的聲波。計算機205與麥克風209相電連，計算機205用于實時記錄該麥克風209發出的聲波信號。當篩管80未被沖破時，自噴嘴9噴出的高速流體噴射到篩管80表面對篩管80的外壁產生沖蝕磨損。此時位于發聲腔208內的麥克風209檢測到的聲波較小，計算機205采集到的聲波信號較弱。在篩管80被沖破的瞬間，大量的高速流體撞擊到金屬片206上，金屬片206發生劇烈的振動，此時位于發聲腔208內的麥克風209檢測到的聲波迅速變大，計算機205采集到的聲波信號迅速變強。當聲波信號的曲線峰值迅速變大，并保持一定時間時，則可判斷篩管80已被沖破，而聲波信號的曲線峰值迅速變大對應的時間點，即可作為篩管80沖蝕的時間t。
[0043]本發明的工作原理是將儲存在砂罐I內的砂粒輸出至混砂器6的空腔64中，混合輸出單兀輸送氣體或液體至混砂器6的空腔64中。混砂器6的空腔64內的氣體或液體與砂粒形成混合流體輸送至加速管8。在加速管8中，混合流體中的砂粒被流體加速，達到高速狀態。高速流體經由噴嘴9噴向測試單元。通過第一測試模塊進行孔縫沖蝕和第二測試模塊進行噴射沖蝕，模擬出現實中油氣井出砂對篩管80產生沖蝕的情形。
[0044]進一步的，參照圖1和圖2所示，混合管線5和混砂器6之間還設置有文丘管7。具體的，文丘管7位于混砂器6的第二輸入端63 —側的孔徑大于文丘管7位于混砂器6的空腔64 —側的孔徑。氣體或液體從混砂器6的第二輸入端63自文丘管7進入混砂器6的腔體64過程中，氣體或液體的流速增加、壓力減小，使得腔體64中的壓力小于螺旋給料器2和砂罐I中的壓力，從而防止氣體或液體通過第一輸入端61和螺旋給料器2進入到砂罐I中。同時自文丘管7噴出的氣體或液體對自第一輸入端61進入的砂粒進行沖擊,這樣氣體或液體可以與砂粒更加充分地混合。更進一步的，文丘管7還可以對準混砂器6的輸出端64，使得混合流體在文丘管7噴出的氣體或液體的帶動下快速從混砂器6的輸出端64離開。
[0045]進一步的，請參照圖1所示，篩管耐沖蝕性能測試裝置還可以包括設置在所述砂罐I和所述混砂器6之間的螺旋給料器2，所述砂罐1、所述螺旋給料器2與所述混砂器6依次連通。螺旋給料器2具有螺旋給料器入口 21和螺旋給料器出口 22。螺旋給料器入口21與砂罐I的出砂口 13相連通，用于將砂罐I中的砂粒從砂罐I的出砂口 13中導入螺旋給料器2。螺旋給料器出口 22與混砂器6的空腔64相連通。螺旋給料器2用于將砂罐I中的砂粒定量向下游輸送。螺旋給料器2的轉速和砂粒的輸送量呈正比的關系。因此對螺旋給料器2的轉速進行控制就可以控制砂粒的輸出量，進而控制流體中的含砂量。
[0046]進一步的，請參照圖1所示，篩管耐沖蝕性能測試裝置還可以包括豎直設置在砂罐I中并延伸出砂罐I的攪拌桿15。攪拌桿15大體呈圓柱形。攪拌桿15具有延伸端151和與延伸端151相對的自由端152。攪拌桿15的延伸端151與驅動機構154相連。攪拌桿15通過驅動機構154繞攪拌桿15的軸向轉動。攪拌桿15的自由端152位于所述砂罐I的出砂口 13。攪拌桿15的自由端152還設置有繞攪拌桿15的軸向排布的攪拌槳153。攪拌槳153可以為多個。在驅動機構帶動攪拌桿15轉動過程中，攪拌桿15可以帶動攪拌槳153轉動，防止砂粒在砂罐I的出砂口 13處產生堵塞。[0047]進一步的，請參照圖1所示，在輸氣管線31和輸液管線41并聯后的混合管線5與砂罐I的上部11之間還設有連接管線304，在連接管線304上還串接有用于對連接管線304開閉進行控制的第三閥門303。當進行液固沖蝕試驗時，第三閥門303打開并將液體引入砂罐I的腔體14中，以防止混砂器6從砂罐I中吸入氣體，避免因此影響試驗效果。當進行氣固沖蝕試驗時，第三閥門303關閉。
[0048]進一步的，請參照圖5所示，圖5示出了本發明的噴嘴9和多普勒測速儀40的結構示意圖。結合圖1和圖5所示，篩管耐沖蝕性能測試裝置還可以包括激光多普勒測速儀40、流量計50和壓力表60。激光多普勒測速儀40包括位于噴嘴9出口兩側的發射器401和接收器402，用于測量自噴嘴9噴出的高速流體中的砂粒的實際沖蝕速度。砂粒的實際沖蝕速度并不等于高速流體的速度。在輸氣管線31和輸液管線41上還分別設置有流量計50和壓力表60。流量計50和壓力表60用于檢測由空壓機3或柱塞泵4排出的氣體或液體的流量與壓力。通過調節所述空壓機或所述柱塞泵的流量，并結合激光多普勒測速儀40所測量得到的砂粒的沖蝕速度，可以將砂粒的沖蝕速度調節到試驗要求值。采用該種結構，可以準確控制砂粒的沖蝕速度，確保試驗的重復性和穩定性。
[0049]進一步的，請參照圖1所示，它還包括可拆卸地罩設在噴嘴9出口的防護罩70，所述防護罩70用于將噴嘴9的出口與激光多普勒測速儀40相隔離。當高速流體的沖蝕速度滿足試驗要求后，可以將防護罩70罩設在噴嘴9上。防護罩70可以防止高速流體濺射到激光多普勒測速儀40的發射器401和接收器402上，以避免高速流體損壞激光多普勒測速儀40。
[0050]本發明還提供了一種篩管耐沖蝕性能測試方法，采用如上所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，它包括以下步驟:步驟A，將置于所述砂罐中的砂粒導向所述混砂器的空腔中；步驟B，將從所述混合輸出單元輸出的氣體或液體導向混砂器的空腔中；步驟C，將砂粒以及氣體或液體在混砂器的空腔中進行混合形成混合流體；步驟D，將混合流體通過加速管進行加速形成高速流體；步驟E，將高速流體從噴嘴中噴向測試單元；步驟F，測量得到評價參數。
[0051]本發明的測試方法可以對篩管80進行噴射沖蝕試驗。在該試驗中，將篩管80安裝在第一測試模塊10上，采用大于篩管濾孔或濾縫尺寸的磨料粒子即直徑大于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中，砂粒隨高速流體噴射沖蝕到篩管過濾單元的外壁上。磨料粒子可以選用0.6至1.35mm的石英砂。可以采用篩管80被沖破的時間t作為評價參數來測試篩管80的耐沖蝕性能，當篩管80被沖破時，可以利用聲波采集系統測量得到篩管80被沖破的時間t。在相同試驗條件下，篩管80被沖破的時間t越大，表明篩管80耐沖蝕性能越好。
[0052]本發明的測試方法還可以對篩管進行孔縫沖蝕試驗。在該試驗中，將篩管80安裝在第二測試模塊20上，采用不容易堵塞篩管過濾單元的磨料粒子即直徑小于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中。高速流體噴向對準篩管80的過濾單元。砂粒隨高速流體向篩管向篩管的過濾單元噴射，使得砂粒對濾孔或濾縫的內壁進行沖蝕。磨料粒子可以選用20至45 μ m的白剛玉微粉或金剛砂微粉。由于此時的高速流體小于過濾單元的孔徑或縫寬，高速流體攜帶砂粒從噴嘴噴出，穿透篩管80的過濾單元的孔道或縫隙，砂粒對過濾單元的孔道或縫隙的內壁產生沖蝕磨損，導致孔道或縫隙變大。因此，可以采用過濾單元沖蝕前后的數值比S作為評價參數來測試篩管80的耐沖蝕性能。其中,Dl為沖蝕前篩管80的過濾單元的數值，D2為沖蝕后篩管80的過濾單元的數值。在相同試驗條件下，S越接近1，表明篩管80的耐沖蝕性能越好。當篩管80的過濾單元為濾孔時，Dl或D2為孔徑，可以采用氣泡孔徑儀對孔徑進行測量。當篩管80的過濾單元為濾縫時，Dl或D2為縫寬，可以采用裂縫寬度檢測儀對縫寬進行測量。
[0053]本發明采用了兩種不同的沖蝕方式，模擬了篩管80沖蝕破壞的兩種形式，可以更全面更準確地對篩管80的耐沖蝕性能進行評價。
[0054]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0055]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置包括砂罐、混合輸出單元、具有空腔的混砂器、加速管、噴嘴和測試單元，所述砂罐的底部開設有出砂口，所述砂罐的出砂口與所述混砂器的空腔相連通，所述混合輸出單元包括并聯設置的輸氣管線和輸液管線，所述混合輸出單元與所述混砂器、加速管和噴嘴依次串聯連通，所述噴嘴對準所述測試單元。
2.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括設置在所述砂罐和所述混砂器之間的螺旋給料器，所述砂罐、所述螺旋給料器與所述混砂器依次連通。
3.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括豎直設置在所述砂罐中并延伸出所述砂罐的攪拌桿，所述攪拌桿的延伸端與驅動機構相連，所述攪拌桿通過所述驅動機構繞所述攪拌桿的軸向轉動，所述攪拌桿的自由端位于所述砂罐的出砂口，在所述攪拌桿的自由端上設置有繞所述攪拌桿的軸向排布的攪拌槳。
4.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:在所述輸氣管線上串接有用于輸出氣體的空壓機和用于開閉所述輸氣管線的第一閥門；在所述輸液管線上串接有用于輸出液體的柱塞泵和用于開閉所述輸液管線的第二閥門。
5.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:在所述輸氣管線與所述輸液管線并聯后的混合管線與所述砂罐的上部之間設有連接管線，在所述連接管線上串接有用于開閉所述連接管線的第三閥門。
6.根據權利要求4所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括激光多普勒測速儀，所述激光多普勒測速儀包括位于所述噴嘴兩側的發射器和接收器，在所述輸氣管線和所述輸液管線上還分別設置有流量計和壓力表。
7.根據權 利要求6所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括能拆卸地罩設在所述噴嘴上的防護罩。
8.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述測試單元包括第一測試模塊，所述第一測試模塊包括具有第一端和第二端的第一蓋體、與所述第一蓋體的第二端相連接的第一基座，所述第一蓋體和所述第一基座之間形成用于容置篩管的第一存儲空間，所述第一蓋體的第一端罩設在所述噴嘴上。
9.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述測試單元包括第二測試模塊，所述第二測試模塊包括具有第一端和第二端的第二蓋體、與所述第二蓋體的第二端相連接的第二基座以及聲波采集系統，所述第二蓋體的第一端開設有開孔，所述第二蓋體和所述第二基座之間形成用于容置篩管的第二存儲空間，所述聲波采集系統包括連接于所述第二基座的第三蓋體、容置于所述第三蓋體與所述第二基座之間的金屬片、麥克風和計算機，所述金屬片與所述第三蓋體之間形成一封閉的發聲腔，所述麥克風位于該發聲腔中且用于采集所述金屬片發出的聲波，所述計算機與所述麥克風相電連且用于記錄所述麥克風發出的聲波信號。
10.根據權利要求1所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，其特征在于:所述篩管耐沖蝕性能測試裝置還包括設置在所述混砂器和所述混合輸出單元之間的文丘管，所述文丘管靠近所述混合輸出單元一側的孔徑大于所述文丘管靠近所述混砂器的空腔一側的孔徑。
11.一種篩管耐沖蝕性能測試方法，其特征在于，所述評價方法采用如權利要求1至權利要求10任一項所述的篩管耐沖蝕性能測試裝置，所述篩管耐沖蝕性能測試方法包括: 步驟A，將置于所述砂罐中的砂粒導向所述混砂器的空腔中； 步驟B，將從所述混合輸出單元輸出的氣體或液體導向所述混砂器的空腔中； 步驟C，將砂粒以及氣體或液體在所述混砂器的空腔中進行混合形成混合流體； 步驟D，將混合流體通過所述加速管進行加速形成高速流體； 步驟E，將高速流體從所述噴嘴中噴向所述測試單元； 步驟F，測量得到評價參數。
12.根據權利要求11所述的篩管耐沖蝕性能測試方法，其特征在于:在步驟A中，將直徑大于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中，在步驟E中，高速流體向篩管的外壁噴射，在步驟F中，將篩管被沖破的時間t作為評價參數。
13.根據權利要求11所述的篩管耐沖蝕性能測試方法，其特征在于:在步驟A中，將直徑小于篩管過濾單元的砂粒置于所述砂罐中，在步驟E中，高速流體向篩管的過濾單元噴射，在步驟F中，將篩管的過濾單元沖蝕前后的數值比S作為評價參數，S=D1/D2，其中，Dl為沖蝕前篩管過濾單元的數值，D2為沖`蝕后篩管過濾單元的數值。
【文檔編號】G01N17/00GK103852412SQ201410072378
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】王寶權, 張建軍, 朱富林, 匡韶華, 石磊, 佟姍姍, 嚴蕾, 孟慶菊 申請人:中國石油天然氣股份有限公司