1.一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,包括动力系统、耐冲刷测试系统、过滤及储水系统、数据采集控制及处理系统;所述动力系统包括液体注入模块与气体压缩调压模块;所述液体注入模块包括通过管路依次相连的高压柱塞泵、蓄能器、溢流阀和安全阀;所述气体压缩调压模块为自带减压阀的空压机,空压机通过管路与安全阀相连,以使液体注入模块与气体压缩调压模块处于并联结构;所述耐冲刷测试系统包括填砂模型、岩心夹持器组和全自动上覆压力模拟系统,其中:填砂模型的入口通过管路与安全阀相连,并在管路中自安全阀到填砂模型的方向上依次设置第一三通阀、质量流量计、第二三通阀,质量流量计的两端分别与第一和第二三通阀相连,在填砂模型的入口和出口之间设置短接管路;空压机通过管路与第一三通阀相连并在管路中设置第一控制阀;第一压力传感器与第二三通阀相连;岩心夹持器组由并联设置的多个岩心夹持器组成,填砂模型的出口通过管路与第一四通阀相连并在管路中设置第三三通阀,第二压力传感器与第三三通阀相连;并联设置的第一岩心夹持器、第二岩心夹持器和第三岩心夹持器分别与第一四通阀相连,用于模拟注水或采油过程中人工井壁的耐冲刷实验;全自动上覆压力模拟系统通过管路与岩心夹持器组中待测岩心夹持器中部相连并在管路中设置第四三通阀,以实现实时监控上游压力并自动调节压力值;第三压力传感器与第四三通阀相连;所述过滤及储水系统包括水箱单元和过滤单元,水箱单元分别通过管路与高压柱塞泵、溢流阀和过滤单元相连,其中:岩心夹持器组通过管路与过滤单元入口相连,并联设置的多个岩心夹持器的出口通过管路与第二四通阀相连,第二四通阀通过管路与第三四通阀相连,第四压力传感器与第三四通阀相连;过滤单元由并联设置的第一过滤单元和第二过滤单元组成,第一过滤单元的入口通过管路与第三四通阀相连并在管路中设置第二控制阀,第二过滤单元的入口通过管路与第三四通阀相连并在管路中设置第四控制阀,第一过滤单元的出口通过管路与第五三通阀相连并在管路中设置第三控制阀,第二过滤单元的出口通过管路与第五三通阀相连并在管路中设置第五控制阀;第五三通阀通过管路与水箱单元相连;所述数据采集控制及处理系统包括数据采集控制单元和数据处理用计算机,其中:数据采集控制单元包括质量流量计,第一压力传感器,第二压力传感器,第三压力传感器,第四压力传感器以及数据采集控制单元,用于实现压力、流量参数的实时显示、采集、监控和控制;数据采集控制单元的多路采集口分别与质量流量计,第一压力传感器,第二压力传感器,第三压力传感器,第四压力传感器的输出端相连,数据采集控制单元与数据处理用计算机相连;数据处理用计算机,用以运行在计算机上的数据处理及控制软件,用于完成高速率的数据传输和处理分析,图形动画显示和报表生成;还可以实现控制命令的传输,控制泵的启停、冲刷排量、冲刷线速度、冲刷压差及冲刷时间,以及监测液位与压力异常,实现报警保护。
2.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,过滤单元是Y型过滤器,用于收集出砂,用于计算出砂量,同时起到过滤循环水,达到不断循环标准,过滤单元采用的过滤器滤网以能够挡住砂样为基本要求,如20—100目。
3.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,在每一个岩心夹持器中,在靠近出口的位置上,以垂直于流体流动方向设置多孔滤片或者多孔滤板,如设置有多孔结构的金属片或者金属板,以防止在实验过程中砂堵在出口处。
4.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,所述高压柱塞泵,用于模拟流体冲刷实验的动力输出;所述蓄能器,用于减小压力波动,压力波动小于±0 .05MPa,保障高压柱塞泵可稳定高压工作。
5.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,所述的溢流阀是实验评价装置中用于安全保护的硬件保障,作用是定压溢流,系统卸荷;所述的安全阀是实验评价装置中用于安全保护的另一硬件保障,作用是超压自动泄压。
6.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,所述气体压缩调压模块,用于模拟气井评价气体耐冲刷实验的气体动力来源或实验完毕后设备管汇中残留物的清理;填砂模型,用于填充地层砂来模拟疏松砂岩地层。
7.根据权利要求1所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置,其特征在于,岩心夹持器的岩心直径分别为Φ50mm、Φ38mm、Φ25mm,满足不同尺寸固结岩心的耐冲刷实验。
8.利用如权利要求1—7之一所述的一种化学防砂固结岩心耐冲刷实验评价装置进行评价实验的方法,其特征在于,将填砂模型中填满模拟砂,固结岩心装到相应尺寸的岩心夹持器中以形成待测岩心夹持器,旋紧左右封头后与填砂模型相连,全自动上覆压力模拟系统与待测岩心夹持器相连,开通第一过滤单元所在管路,调节好冲刷流量或冲刷程序进行固结岩心耐冲刷实验;实时收集出砂,开启第二过滤单元所在管路,关闭正在工作的第一过滤单元及其管路并拆卸下过滤器,收集砂子、烘干用于计算出砂量,之后再次进行过滤单元的更换和收集出砂。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,通过改变排量、冲刷线速度、压差及时间对化学防砂固结岩心进行冲刷实验,来模拟油气井在生产过程中由于生产制度的调整引起的流体波动对人工井壁在不同工况下的冲刷效果,或者模拟注水井关井或生产流程的调整导致流体流量急剧变化而引起较大的压力波动进而造成井壁振动破坏的水锤效应。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,选择初始将短路管路设置成断开状态,此时填砂模型设置在整个管路中,进行固结岩心的挡砂精度实验—在过滤单元中设置能挡住填砂模型中充填砂样的滤网,以实时收集出砂并进行相关出砂粒度分析,以此评价固结岩心的挡砂精度性能;在短接管路接通时,在整个管路中不接通填砂模型,而是安全阀经三通阀、质量流量计、四通阀直接与岩心夹持器组相连,直接进行耐冲刷实验—在过滤单元中设置孔径小于固结岩心颗粒的过滤器滤网,以实时收集出砂并计算出砂量;实验结束后,取出岩心试样,进行抗压强度测试,计算岩心试样冲刷前后抗压强度保持率。