二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的製作方法

2023-06-05 14:19:41

二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，包括模型主體、注入系統、產出系統、數據採集及控制系統，所述模型主體的入口端連接注入系統，而出口端則連接產出系統，所述數據採集及控制系統分別與模型主體、注入系統、產出系統相連接。所述數據採集及控制系統包括依次連接的參數設置系統、測控裝置、數據採集裝置、數據輸出裝置；所述的數據採集裝置包括壓力傳感器、氣體流量計，所述壓力傳感器與產出系統連接，所述氣體流量計與注入系統包含的氣體注入單元連接。本發明能夠有效地解決上述現有技術中存在的問題。採用二維可視泡沫評價裝置，可以開展泡沫平面及縱向封堵效果研究，泡沫重力分異研究等。
【專利說明】二維可視化學泡沬評價物理模擬系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油熱採工藝室內試驗裝置，具體地說是一種二維可視化學泡沫評價 物理模擬系統。

【背景技術】
[0002] 目前使用的泡沫劑性能評價裝置多為單管填砂模型，狀泡沫劑由單管一端注入， 另一端流出，管壁均勻布置測壓孔，用以測量管子內部壓力。該裝置的缺點和不足是：一是 模擬油藏為一圓柱型巖心，滲流狀態為線性流動，不能真實的反應油藏的滲流特徵；二是無 法模擬油藏的垂向流動，因此不能研究重力分異作用對泡沫運移封堵效果的影響；三是模 型不透明，不能直觀的查看泡沫在油層中的發泡情況及封堵效果。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的在於提供二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，它能夠有效地解決 上述現有技術中存在的問題。採用二維可視泡沫評價裝置，可以開展泡沫平面及縱向封堵 效果研究，泡沫重力分異研究等。
[0004] 為了達成上述目的，本發明採用了如下技術方案，二維可視化學泡沫評價物理模 擬系統，包括模型主體、注入系統、產出系統、數據採集及控制系統，所述模型主體的入口端 連接注入系統，而出口端則連接產出系統，所述數據採集及控制系統分別與模型主體、注入 系統、產出系統相連接。
[0005] 所述數據採集及控制系統包括依次連接的參數設置系統、測控裝置、數據採集裝 置、數據輸出裝置；所述的數據採集裝置包括壓力傳感器、氣體流量計，所述壓力傳感器與 產出系統連接，所述氣體流量計與注入系統包含的氣體注入單元連接。
[0006] 所述注入系統包括各自獨立的水注入單元、藥劑注入單元、氣體注入單元。
[0007] 所述水注入單元包括連接在模型主體上的水管及安裝在水管上的給水泵。
[0008] 所述藥劑注入單元主要包括恆速泵、中間容器、閥門、藥管，所述藥管一端連接驅 替液源，一端連接模型主體，管線上設置恆速泵，在恆速泵和模型主體之間串聯有中間容 器，所述藥管上還設置有閥門。
[0009] 所述氣體注入單元包括氣管、高壓氣瓶、流量測控器，所述氣管一端連接高壓氣 瓶，一端連接模型主體，在高壓氣瓶與模型主體之間串聯有流量測控器。
[0010] 所述產出系統包括連在模型主體出口端的至少三根產出管，每根產出管上均設置 有壓力控制器和閥門。
[0011] 所述模型主體包括本體邊框、玻璃壓板、後背板，所述本體邊框底面設置後背板， 上面為玻璃壓板，形成一個長寬高為420mm*920mm*40mm的模型主體空間，所述模型主體兩 端通過旋轉軸旋轉式架設在支架上。
[0012] 所述玻璃壓板上方設置有蓋板，所述後背板上開設有相互間隔設置的直通模型主 體內部的引壓口和取樣口。
[0013] 所述玻璃壓板與本體邊框之間由橡膠密封圈密封，所述玻璃壓板與蓋板通過鋼法 蘭緊固，鋼法蘭製作成方便觀察內部流動情況的堅狀格柵的形式。
[0014] 相較於現有技術，本發明具有以下有益效果： 1、能夠直觀的研究泡沫在油層平面中的分布情況，以及泡沫對大孔道的封堵效果，並 能深入研究泡沫在油層中的重力分異變化。
[0015] 2、能夠進行非均質情況下的泡沫性能評價研究。
[0016] 3、模型採用二維可旋轉裝置，能夠開展平面上、垂向上以及不同傾角的油層泡沫 性能評價實驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的結構示意圖； 圖2為本發明的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的流程示意圖； 圖3為本發明的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的模型本體主視結構示意圖； 圖4為本發明的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統的模型本體俯視結構示意圖。
[0018] 圖中：1、模型主體；2、注入系統；3、產出系統；4、數據採集及控制系統；5、蓋板； 6、玻璃壓板；7、本體邊框；8、後背板；9、旋轉軸；10、支架；11、引壓口；12、取樣口；13、給水 泵；14、恆速泵；15、中間容器；16、高壓氣瓶；17、流量測控器；18、壓力控制器；19、壓力控 制器；20、壓力控制器。

【具體實施方式】
[0019] 有關本發明的詳細說明及技術內容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而附圖僅提供參考與 說明之用，並非用來對本發明加以限制。
[0020] 參照附圖1-4,二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，包括模型主體1、注入系統 2、產出系統3、數據採集及控制系統4,所述模型主體的入口端連接注入系統，而出口端則 連接產出系統，所述數據採集及控制系統分別與模型主體、注入系統、產出系統相連接。
[0021] 所述注入系統包括各自獨立的水注入單元21、藥劑注入單元22、氣體注入單元 23。所述水注入單元包括連接在模型主體上的水管及安裝在水管上的給水泵13。所述藥劑 注入單元主要包括恆速泵14、中間容器15、閥門、藥管，所述藥管一端連接驅替液源，一端 連接模型主體，管線上設置恆速泵，在恆速泵和模型主體之間串聯有中間容器，所述藥管上 還設置有閥門。採用恆速泵驅替，將驅替液從中間容器下端打入，從而將容器上端的介質頂 出，進入模型。所述氣體注入單元包括氣管、高壓氣瓶16、流量測控器17,所述氣管一端連 接高壓氣瓶，一端連接模型主體，在高壓氣瓶與模型主體之間串聯有流量測控器。所述氣體 注入單元採用高壓氣瓶提供氣源，經流量測控器測量及控制流量，進入模型。流量測控器連 接數據採集及控制系統的氣體流量計。
[0022] 所述產出系統包括連在模型主體出口端的至少三根產出管，每根產出管上均設置 有壓力控制器和閥門，如圖所示，18、壓力控制器；19、壓力控制器；20、壓力控制器。壓力控 制器連接數據採集及控制系統的壓力傳感器。
[0023] 所述數據採集及控制系統包括依次連接的參數設置系統41、測控裝置42、數據採 集裝置43、數據輸出裝置44 ;所述的數據採集裝置包括壓力傳感器、氣體流量計，所述壓力 傳感器與產出系統連接，所述氣體流量計與注入系統包含的氣體注入單元連接。
[0024] 所述模型主體包括本體邊框7、玻璃壓板6、後背板8,所述本體邊框底面設置後背 板，上面為玻璃壓板，形成一個長寬高為420mm*920mm*40mm的模型主體空間，所述模型主 體兩端通過旋轉軸9旋轉式架設在支架10上。，可繞支架旋轉成垂直角度。所述模型本體 邊框與後背板採用不鏽鋼材質，上附20mm厚的鋼化玻璃壓板。
[0025] 所述玻璃壓板上方設置有蓋板5,所述後背板上開設有相互間隔設置的直通模型 主體內部的引壓口 11和取樣口 12。模型後面設有15個壓力傳感器，能夠很好的監測模型 內部壓力的變化。模型後面留有15個取樣口，可以取得模型不同位置的泡沫樣本，用於研 究重力分異作用對泡沫運移封堵效果的影響。
[0026] 所述玻璃壓板與本體邊框之間由橡膠密封圈密封，所述玻璃壓板與蓋板通過鋼法 蘭緊固，鋼法蘭製作成方便觀察內部流動情況的堅狀格柵的形式。
[0027] 試驗時，注入水是採用給水泵13給水，注入模型本體1。藥劑是採用恆速泵14驅 替，將驅替液從中間容器15下端打入，從而將容器上端的藥劑頂出，進入模型本體1。氣體 採用高壓氣瓶16提供氣源，經流量測控器17測量及控制，進入模型本體1 ;試驗產出物由 模擬井產出，通過壓力控制器18、19、20實現調節控制。模型本體1內的試驗油層共計布置 15支壓力傳感器，沿二維模擬裝置5段均勻布置，每段布置3支；壓力信號經數據採集系統 傳輸到計算機進行處理。
[0028] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，非用以限定本發明的專利範圍，其他運用本 發明的專利精神的等效變化，均應俱屬本發明的專利範圍。
【權利要求】
1. 二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，包括模型主體、注入系統、產出 系統、數據採集及控制系統，所述模型主體的入口端連接注入系統，而出口端則連接產出系 統，所述數據採集及控制系統分別與模型主體、注入系統、產出系統相連接。
2. 根據權利要求1所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述數 據採集及控制系統包括依次連接的參數設置系統、測控裝置、數據採集裝置、數據輸出裝 置；所述的數據採集裝置包括壓力傳感器、氣體流量計，所述壓力傳感器與產出系統連接， 所述氣體流量計與注入系統包含的氣體注入單元連接。
3. 根據權利要求1所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述注 入系統包括各自獨立的水注入單元、藥劑注入單元、氣體注入單元。
4. 根據權利要求3所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述水 注入單元包括連接在模型主體上的水管及安裝在水管上的給水泵。
5. 根據權利要求3所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述藥 劑注入單元主要包括恆速泵、中間容器、閥門、藥管，所述藥管一端連接驅替液源，一端連接 模型主體，管線上設置恆速泵，在恆速泵和模型主體之間串聯有中間容器，所述藥管上還設 置有閥門。
6. 根據權利要求3所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述氣 體注入單元包括氣管、高壓氣瓶、流量測控器，所述氣管一端連接高壓氣瓶，一端連接模型 主體，在高壓氣瓶與模型主體之間串聯有流量測控器。
7. 根據權利要求1所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述產 出系統包括連在模型主體出口端的至少三根產出管，每根產出管上均設置有壓力控制器和 閥門。
8. 根據權利要求1所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述模 型主體包括本體邊框、玻璃壓板、後背板，所述本體邊框底面設置後背板，上面為玻璃壓板， 形成一個長寬高為420mm*920mm*40mm的模型主體空間，所述模型主體兩端通過旋轉軸旋 轉式架設在支架上。
9. 根據權利要求8所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述玻 璃壓板上方設置有蓋板，所述後背板上開設有相互間隔設置的直通模型主體內部的引壓口 和取樣口。
10. 根據權利要求9所述的二維可視化學泡沫評價物理模擬系統，其特徵在於，所述玻 璃壓板與本體邊框之間由橡膠密封圈密封，所述玻璃壓板與蓋板通過鋼法蘭緊固，鋼法蘭 製作成方便觀察內部流動情況的堅狀格柵的形式。
【文檔編號】G01N21/84GK104122257SQ201310151808
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月27日 優先權日:2013年4月27日
【發明者】劉廷峰, 王善堂, 白豔麗, 蓋平原, 王超, 劉冬青, 蔡文斌, 郝亭亭, 林吉生, 曹秋芳, 羅榮章 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司採油工藝研究院