设备

井眼清洗调查流环是一种最先进的设备，用于皇冠体育研究钻井和完井作业期间的井筒清洗。该环可以在不同的井斜度、泥浆循环速率和温度下进行调查。该装置的主要组成部分包括：i)环空（5“x 2.4”）和2英寸管段；Ii)流体制备和循环罐；Iii)固体喷射罐；Iv)固体收集罐；V)循环泵，循环能力为每分钟400加仑；Vi)两个水力旋流器，用于从回流液中分离固体；七)用于高温实验的加热系统；8)测量仪器，包括两个科氏流量计、两个差压传感器和用于测量压力、管道速度和温度的变送器；ix)用于显示和记录实验参数的数据采集（DAQ）系统。环空测试段是完全透明的，可以直观地看到清洗机制和测量床层高度。

井建技术中心（WCTC）的多相流环是一个尖端的皇冠体育研究设施，旨在在极端速度下进行精确实验，达到上游压力与下游压力分离的临界或音速条件。流动回路包括平行布置的管道和环空测试段，以便于在垂直方向上进行多相实验。该设施配备了辅助系统，包括水循环系统、带压缩机的空气喷射系统、测量气体和液体流量的科里奥利流量计、高速视频摄像系统、用于流量调节的快速关闭和调制控制阀，以及综合测量和仪表系统。测试段内径为83 mm，环空安装外径为35 mm的管道。管道的同心度由安装在入口和出口部分的3毫米螺钉维持。安装在试验段上的测量仪器包括差压变送器、静压变送器和温度变送器，用于监测实验过程中的压力和温度变化。该实验装置能够根据液位测量来确定液含率。此外，测试部分的透明聚碳酸酯观察端口允许在实验过程中通过录制视频剪辑来检测流动状态。

油井建设技术中心（WCTC）开发了高温流动回路，用于皇冠体育研究高温条件下地热应用的新型堵漏材料。具体来说，该环路旨在皇冠体育研究形状记忆聚合物（SMP）对流体流变学、井筒水力学和SMP沉降行为的影响。流动回路包括两个主要测试部分：1)一个10英尺的水平管粘度计，用于检测测试流体的流动特性和井筒水力学性能；2)一个10英尺的同心环空，带有两个视口和一个内管旋转马达，用于测试测试流体的流动特性和井筒水力学性能。通过视口可视化含有SMP的流体的环形流动是可能的。加热系统集成到装置中，将测试流体提升到所需的温度。在传热过程中，油通过电加热器循环，然后进入流体循环箱内的一个盘管，在那里冷却后再返回油箱。

在Echometer公司的支持下，井建技术中心（WCTC）的井下分离流环于2019年建成。开发该设备是为了皇冠体育研究在人工举升泵之前使用井下分离器的效率。各种类型的重力和离心式分离器已使用该设备进行了测试。该设备可以模拟生产井的套管和油管部分。在入口、油管出口和套管出口测量液体和气体流速。这些流量测量可以准确估计分离器在将液体送入油管和将气体送入套管方面的性能。此外，该设施还配备了所有所需的阀门、压力传感器和温度传感器。空气流速可达1600 cfm，水流流速可达23 gpm，压力可达60 psig。改造后，设备可以处理更高的压力或速率。该设备具有套管和油管段以及所有所需的传感器，是各种人工举升和生产工程项目的理想选择。

裂缝槽的设置有助于可视化分析模拟裂缝内的泥浆流动和支撑剂分布。该装置由一个25英尺长的槽段组成，该槽段由一个框架创建，该框架封装了两块玻璃板，每块玻璃板的厚度为0.75英寸，它们之间有0.5英寸的槽段。这种配置允许在测试期间清楚地看到流模式和结构。为了进行测试，使用高速摄像机捕捉裂缝内泥浆流动的详细可视化图像。该装置使皇冠体育研究人员能够密切观察和分析支撑剂在裂缝内的行为和分布。在测试过程中，裂缝槽连接到一个流动回路系统，用于准备测试流体，并以所需的流速循环通过裂缝段。流动回路确保了测试条件的一致性和可控性，从而实现了准确和可重复的结果。该装置有助于皇冠体育研究裂缝中泥浆流动和支撑剂放置的动态，为优化水力压裂工艺提供有价值的见解。

井建技术中心（WCTC）开发了油管多相流环，用于皇冠体育研究垂直管中的液气流动。设备配有所需的温度、压力和差压传感器。此外，一对快速关闭阀用于测量油管中的液体含率。高清摄像机用于记录和分析每次测试的液气流动模式。可以测试各种液体和气体流速，最大空气流速为1600 cfm，最大水流流速为23 gpm。该设备已用于分析气井中的液体载荷以及部分油管限制对流动动力学的影响。目前主要应用于高温地热井的水-蒸汽流动模拟。收集到的数据将有助于开发此类井的虚拟流量计。

该实验装置可以在高压（最大5000 psi）和高温（最大350°F）条件下产生稳定的泡沫，并使用不同直径的管道和环空测试段进行流变学和水力学测试。除了进行这些实验外，该系统还会产生泡沫，并通过稳定池循环，以测量加压条件下的泡沫排水情况。高压氮气，以6000psi的压力供应，将给回路加压。使用提供冷却或加热介质的冷水机和电加热器来控制测试温度。冷却或加热流体通过安装在流线上的双管热交换器来冷却或加热回路中循环的泡沫。流动回路是完全绝缘的，以防止热量损失或增加。针形阀诱导剪切并利用压力能量产生泡沫，静态混合器安装在阀的上游和下游，以保持泡沫的均匀性。科里奥利流量计在测试过程中测量测试流体的密度、流速和温度。数据采集板连接到VBA程序和电子表格，用于监测和记录测试参数。

该实验装置包括1 / 2”，1 / 4”和3/8”直管段，以及1 / 2”连续油管段。该装置最初设计用于皇冠体育研究这些段内的泡沫流动，后来被用于皇冠体育研究各种其他流体。绝缘应用于装置的几乎所有部分。科里奥利流量计便于多变量测量，包括质量流量，体积流量，密度和温度。流量控制是通过变速传动的一个正位移渐进腔泵手动实现。泵的补充是一个离心泵作为吸力增压器。泵的减压阀的破裂盘设置为850 psi。实验可以在高达800 psi的压力和180°F的温度下进行。使用放置在流体循环槽中的铜圈加热测试流体。

本装置设计用于进行水力实验，以皇冠体育研究螺旋管内的流动动力学和减摩器的影响。它具有三个螺旋管和直径从1英寸到2英寸的直段。此外，它还包括专用存储和流通系统。哈里伯顿的混合卡车配备了两个50桶的储罐，准备砂和压裂凝胶的泥浆。两台三元泥浆泵使泥浆通过螺旋管和直段循环，一台离心泵作为三元泵的吸力助推器。

该装置旨在皇冠体育研究高压高温（500°F和10,000 psi）井眼条件下水泥的降解情况。水泥样品可以在有二氧化碳和硫化氢等酸性气体存在的盐水溶液中老化。设置包括：

1 .容量为3升的老化电池；

2。三个装满测试气体的气瓶（CO2、甲烷、甲烷与H2S混合）；

3。注气气缸（容量250ml），准确控制老化池中气相组成；

测量仪器和数据采集系统。

喷射气缸配有一个浮动活塞，将气缸分成两个腔室。下腔室用于测量和注入老化过程所需的气体，而上腔室连接到油泵和储油库。油泵充满上腔，向下移动活塞加压并将气相注入老化细胞。当下腔室从其中一个测试气瓶中充入气体时，液压油流回储液器。活塞的位置由油箱内测量的液位决定。

在老化试验过程中，水泥芯和剪切粘接试样可使用专门设计的搁架（圆形多层搁架）放置在试验室内。池中充满盐水，直到所有样品和岩心完全浸入。然后，将盖子放在电池上，连接进气口。通过打开喷射气缸和老化单元之间的阀门开始气体喷射。反复向电解槽内注入气体，直到电解槽压力达到所需值。

腐蚀测试设施包括三个实验装置，用于皇冠体育研究：1)应力开裂腐蚀；2)静态和动态条件下的均匀腐蚀；3)氢脆。该设施包括四个腐蚀和氢脆测试单元，两个气体蓄能器，一个气体喷射气缸，一个带调节器的气动动力气缸和一个带空气马达的磁力驱动系统。该装置能够在高压、高温（HPHT）含酸气体环境下运行。它们连接到辅助系统，如加热、供气和喷射系统。数据采集（DAQ）系统显示并记录所有实验参数，关键试验参数由DAQ系统自动控制。这些实验装置通过改变压力、温度和老化/测试流体成分来精确模拟现场条件。高压灭菌器和其他处理试验流体的设备放置在一个单独的房间里，在那里只使用本质安全的设备和仪器。

应力开裂腐蚀装置

在本试验装置中，采用微型管试件进行应力开裂腐蚀试验。微管的一端被堵塞，在实验过程中，两端被连接到安装在腐蚀槽底部的拉杆上。该杆连接到一个动力缸，以施加所需的力，以在试样中产生所需的应力水平。一个双作用气缸用来提供这种力，施加拉力以保持试样在恒定的拉伸应力下。来自供应气缸的氮气用作气动流体来驱动气缸。在试验过程中，对微型管试件的内外侧进行加压，并保持在不同的压力水平。该装置模拟欠平衡和过平衡井筒条件，当压力开始在试样的内部和外部部分之间传递时，有助于可靠地检测应力破裂点。试样的两面都暴露在含酸气体饱和的测试溶液中。为了保证周围气体的充分溶解，两个体积容量为250 ml的气体蓄能器直接连接到样品的内外。这些蓄能器使用喷射气缸充满测试气体。

均匀腐蚀装置

该设备允许使用平片在静态和动态条件下进行均匀腐蚀试验。除暴露区域（轨距区的一侧）外，票面都覆盖有一层保护涂层。三个样品安装在一个套筒内，使用高温硅胶密封。设置好后，将带票条的套筒插入高压釜中，套筒中间放置圆柱转子。高压灭菌器充满测试溶液，该溶液通过用纯氮净化细胞来脱氧。然后将测试单元加热到所需的温度，并通过将测试气体注入所需的压力来加压。腐蚀试验通常持续168小时（7天）。

该实验装置是为了对不同管道材料进行氢脆（HE）皇冠体育研究而开发的。安装了两个容量为3.1 L的新建造的高压灭菌器（试验箱），用于原位测试管道钢的氢脆。细胞足够大，以容纳各种样品设计，持有人和夹规组件。在实验过程中，通过循环传热流体（乙二醇）加热和冷却电池。定制的铝制护套设计和制造用于覆盖高压灭菌器本体。乙二醇温度由高容量制冷机和6kw电加热控制。

当试样在测试过程中被拉伸时，使用安装在高压灭菌器下方的液压缸向拉杆施加轴向力。在高压灭菌器的底部有一个用于棒的密封压盖。它直接将试样连接到测压元件上，测压元件通过万向节连接到液压缸上。可编程注射泵在实验过程中控制液压压力。在高压灭菌器的出口管道上安装了一个氧气传感器，以监测出口气体的氧气含量，并确认从系统中正确清除空气。安装了各种传感器来测量和监控关键的测试参数，如温度和压力。此外，爆炸下限（LEL）传感器安装在设置检测氢气和天然气泄漏。

氢脆调查装置

该实验装置是为了对不同管道材料进行氢脆（HE）皇冠体育研究而开发的。安装了两个容量为3.1 L的新建造的高压灭菌器（试验箱），用于原位测试管道钢的氢脆。细胞足够大，以容纳各种样品设计，持有人和夹规组件。在实验过程中，通过循环传热流体（乙二醇）加热和冷却电池。定制的铝制护套设计和制造用于覆盖高压灭菌器本体。乙二醇温度由高容量制冷机和6kw电加热控制。

当试样在测试过程中被拉伸时，使用安装在高压灭菌器下方的液压缸向拉杆施加轴向力。在高压灭菌器的底部有一个用于棒的密封压盖。它直接将试样连接到测压元件上，测压元件通过万向节连接到液压缸上。可编程注射泵在实验过程中控制液压压力。在高压灭菌器的出口管道上安装了一个氧气传感器，以监测出口气体的氧气含量，并确认从系统中正确清除空气。安装了各种传感器来测量和监控关键的测试参数，如温度和压力。此外，爆炸下限（LEL）传感器安装在设置检测氢气和天然气泄漏。

WCTC拥有完整的井设施，在教学和皇冠体育研究中发挥着至关重要的作用。该设施最初是作为生产井，最近进行了修井作业，将其转变为专门用于皇冠体育研究生和本科生教育以及油气和地热井作业领域的高级皇冠体育研究的专业资源。这个尖端的设施配备了完整的设备和最先进的仪器，使其能够在钻井、完井和生产操作的基本方面提供全面的实践培训。这里提供的实践经验对学生来说是无价的，它弥合了理论知识和实际应用之间的差距。此外，皇冠体育大学是全球为数不多的将这种完整的井设施用于教育和皇冠体育研究目的的机构之一。这一独特的优势使该大学能够保持在能源领域创新和卓越的前沿，为学生提供在这一关键领域领导所需的技能和专业知识。

极端高压设置允许在各种井眼情况下进行连接测试，包括内部和外部压力。该装置设计用于封顶端压力测试或零轴向载荷（固定端）。它专为长期测试以及泄漏连接失效后的调查而设计。