雾化气嘴测试装置

技术领域

本发明涉及石油工具技术领域，尤其是涉及一种雾化气嘴测试装置。

背景技术

随着我国石油钻采工具行业的快速发展，油气开发的不断深入，钻井的难度不断加大，对井下工具的质量需求也越来越高，因此，对井下工具进行必要的室内试验，检验其在各种条件下的工作性能，验证其各项性能指标是否到达使用要求，对于确保施工质量、工艺成功及措施见效，起着至关重要的作用。目前，井下节流技术作为气井排采的一种主体工艺技术，已被广泛应用，然而由于节流器气嘴结构设计缺陷或选型不匹配等因素导致不能满足现场生产需求的情况多发，致使提前更换井数较多，不仅增加施工成本而且影响气井采收效率。雾化气嘴测试装置作为模拟现场工艺及工况的测试装置，能够在室内对各型气嘴的雾化效果开展实验观察分析，进而可以为气井气嘴选型提供指导依据。

但是，雾化气嘴的性能测试常规方法是通过液体射流的方式观察气嘴流量，无法控制气源压力，无法适应不同尺寸型号的气嘴，导致无法验证不同气嘴的举液效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雾化气嘴测试装置，以缓解了现有技术中存在的雾化气嘴的性能测试常规方法是通过液体射流的方式观察气嘴流量，无法控制气源压力，无法适应不同尺寸型号的气嘴，导致无法验证不同气嘴的举液效果的技术问题。

第一方面，本发明提供的雾化气嘴测试装置，包括：气嘴工装组件和可控压气源；

所述气嘴工装组件包括气嘴支撑部和气嘴工装外筒，所述气嘴支撑部的中部开孔形成气体流动腔，所述气嘴支撑部的顶部伸入到所述气嘴工装外筒内与位于所述气嘴工装外筒内的待测气嘴连接，且所述气嘴支撑部与所述气嘴工装外筒可拆卸连接；

所述气体流动腔与所述可控压气源连通，所述可控压气源配置为能够向所述气体流动腔内输送气体。

在可选的实施方式中，

所述气嘴支撑部包括支撑帽和气嘴顶针；

所述支撑帽与所述气嘴顶针相互连接，所述气嘴顶针设置有第一螺纹段，所述气嘴顶针通过所述第一螺纹段与所述气嘴工装外筒的内壁螺纹连接。

在可选的实施方式中，

所述气嘴工装组件还包括气嘴帽；

所述气嘴帽设置于所述气嘴工装外筒远离所述支撑帽的一端，所述气嘴帽的内壁具有第二螺纹段，所述气嘴帽通过所述第二螺纹段与所述气嘴工装外筒可拆卸连接。

在可选的实施方式中，

所述气嘴工装组件还包括气嘴工装座；

所述气嘴工装座的中部设置有插装固定孔，所述气嘴工装外筒的一端伸入到所述插装固定孔中，且所述气嘴工装外筒的外壁设置有第三螺纹段，所述气嘴工装外筒通过所述第三螺纹段与所述气嘴工装座螺纹连接。

在可选的实施方式中，

所述雾化气嘴测试装置还包括第一透明管；

所述第一透明管的一端与所述可控压气源连通，所述第一透明管的另一端与所述气嘴工装座连接，所述可控压气源输出的气体沿着所述第一透明管进入到所述气体流动腔中。

在可选的实施方式中，

所述雾化气嘴测试装置还包括第一连接法兰和第二连接法兰；

所述第一透明管的一端通过所述第一连接法兰与所述气嘴工装座连接，所述第一透明管的另一端通过所述第二连接法兰与所述可控压气源连接的气体输送管连接。

在可选的实施方式中，

所述雾化气嘴测试装置还包括第二透明管；

所述气嘴工装座的外壁向内延伸形成有搭接边，所述第二透明管的端部与所述搭接边连接，所述第二透明管罩设所述气嘴工装外筒。

在可选的实施方式中，

所述气体输送管上设置有数显流量控制阀。

在可选的实施方式中，

所述气体输送管上设置有单流阀。

在可选的实施方式中，

所述待测气嘴与所述气嘴工装外筒的内壁之间设置有第一密封圈；

所述气嘴工装外筒的外壁与所述气嘴工装座之间设置有第二密封圈；

所述气嘴工装座与所述第一连接法兰之间设置有第三密封圈。

本发明提供的雾化气嘴测试装置，通过气嘴支撑部将待测气嘴支撑在气嘴工装外筒内，利用可控压气源向气嘴支撑部内的气体流动腔中输送气体，以使待测气嘴喷气，注入水后能够模拟气嘴在井筒内的气液共存环境状态，也可验证气嘴的举液效果，并且由于气嘴支撑部可拆卸的安装在气嘴工装外筒内，方便气嘴支撑部的拆卸，通过更换不同尺寸的气嘴支撑部，即可满足不同尺寸型号的待测气嘴的模拟测试，便于更换待测气嘴，缓解了现有技术中存在的雾化气嘴的性能测试常规方法是通过液体射流的方式观察气嘴流量，无法控制气源压力，无法适应不同尺寸型号的气嘴，导致无法验证不同气嘴的举液效果的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的雾化气嘴测试装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的雾化气嘴测试装置中气嘴工装组件的结构示意图。

图标：10-待测气嘴；100-气嘴工装组件；110-气嘴支撑部；111-支撑帽；112-气嘴顶针；120-气嘴工装外筒；130-气嘴帽；140-气嘴工装座；200-可控压气源；210-气体输送管；220-数显流量控制阀；230-单流阀；300-第一透明管；400-第一连接法兰；500-第二连接法兰；600-第二透明管；700-第一密封圈；800-第二密封圈；900-第三密封圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1、图2所示，本实施例提供的雾化气嘴测试装置，包括：气嘴工装组件100和可控压气源200；气嘴工装组件100包括气嘴支撑部110和气嘴工装外筒120，气嘴支撑部110的中部开孔形成气体流动腔，气嘴支撑部110的顶部伸入到气嘴工装外筒120内与位于气嘴工装外筒120内的待测气嘴10连接，且气嘴支撑部110与气嘴工装外筒120可拆卸连接；气体流动腔与可控压气源200连通，可控压气源200配置为能够向气体流动腔内输送气体。

本实施例提供的雾化气嘴测试装置，通过气嘴支撑部110将待测气嘴10支撑在气嘴工装外筒120内，利用可控压气源200向气嘴支撑部110内的气体流动腔中输送气体，以使待测气嘴10喷气，注入水后能够模拟气嘴在井筒内的气液共存环境状态，也可验证气嘴的举液效果，并且由于气嘴支撑部110可拆卸的安装在气嘴工装外筒120内，方便气嘴支撑部110的拆卸，通过更换不同尺寸的气嘴支撑部110，即可满足不同尺寸型号的待测气嘴10的模拟测试，便于更换待测气嘴10，缓解了现有技术中存在的雾化气嘴的性能测试常规方法是通过液体射流的方式观察气嘴流量，无法控制气源压力，无法适应不同尺寸型号的气嘴，导致无法验证不同气嘴的举液效果的技术问题。

在可选的实施方式中，气嘴支撑部110包括支撑帽111和气嘴顶针112；支撑帽111与气嘴顶针112相互连接，气嘴顶针112设置有第一螺纹段，气嘴顶针112通过第一螺纹段与气嘴工装外筒120的内壁螺纹连接。

具体的，支撑帽111的外径尺寸大于气嘴顶针112的外径尺寸，在气体支撑部的安装过程中，先将待测气嘴10置于气体流动腔中，旋拧支撑帽111，使气嘴顶针112伸入到气嘴工装外筒120内，将待测气嘴10安装到合适位置后停止旋拧。

需要注意的是，第一螺纹段的整体长度与待测气嘴10的安装位置向对应，当气嘴顶针112旋拧到无法转动时，即代表待测气嘴10置于合适的位置。

为了限制待测气嘴10，在可选的实施方式中，气嘴工装组件100还包括气嘴帽130；气嘴帽130设置于气嘴工装外筒120远离支撑帽111的一端，气嘴帽130的内壁具有第二螺纹段，气嘴帽130通过第二螺纹段与气嘴工装外筒120可拆卸连接，气嘴帽130套装于气嘴工装外筒120通过螺纹连接固定形成约束，将待测气嘴10固定在气嘴顶针112和气嘴帽130之间。

在可选的实施方式中，气嘴工装组件100还包括气嘴工装座140；气嘴工装座140的中部设置有插装固定孔，气嘴工装外筒120的一端伸入到插装固定孔中，且气嘴工装外筒120的外壁设置有第三螺纹段，气嘴工装外筒120通过第三螺纹段与气嘴工装座140螺纹连接。

具体的，气嘴工装座140的中部位置开设插装固定孔，插装固定孔贯穿设置，且插装固定孔远离气嘴帽130的端部内径逐渐变大，气嘴工装外筒120的外壁具有第三螺纹段，为外螺纹段，插装固定孔的孔壁具有内螺纹段，通过内外螺纹配合实现气嘴工装外筒120与气嘴工装座140的可拆卸连接。

在可选的实施方式中，雾化气嘴测试装置还包括第一透明管300；第一透明管300的一端与可控压气源200连通，第一透明管300的另一端与气嘴工装座140连接，可控压气源200输出的气体沿着第一透明管300进入到气体流动腔中。

具体的，第一透明管300设置在可控压气源200和气嘴工装座140之间，第一透明管300的一端通过第一连接法兰400与气嘴工装座140连接，第一透明管300的另一端通过第二连接法兰500与可控压气源200连接的气体输送管210连接，将可控压气源200输出的气体输送到气嘴上。

为了更加直观的观测雾化效果和举液效果，在可选的实施方式中，雾化气嘴测试装置还包括第二透明管600；气嘴工装座140的外壁向内延伸形成有搭接边，第二透明管600的端部与搭接边连接，第二透明管600罩设气嘴工装外筒120，在第二透明管600注入水后能够模拟气嘴在井筒内的气液共存环境状态，验证气嘴举液效果。

需要注意的是，第一透明管300和第二透明管600均设置为耐压透明管。

在可选的实施方式中，待测气嘴10与气嘴工装外筒120的内壁之间设置有第一密封圈700；气嘴工装外筒120的外壁与气嘴工装座140之间设置有第二密封圈800；气嘴工装座140与第一连接法兰400之间设置有第三密封圈900，第一密封圈700、第二密封圈800和第三密封圈900均为O型圈，提高密封效果，避免气体从各部件连接处泄出，影响实验效果。

本实施例提供的雾化气嘴测试装置，通过可控压气源200与数显流量控制阀220调整目标压力及流量后，气体经单流阀230进入气体流动腔中，使待测气嘴10产生喷雾，经由第二透明管600排出，可直观的验证气嘴举液效果，并可通过压力及液体体积计算举液效率，实现测试气嘴雾化效果的目的，为井下节流器的研发提供技术支撑。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。