地層傷害測試儀的製作方法
2023-07-01 11:11:51 1
專利名稱：地層傷害測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種地層傷害測試儀，屬於石油工程中地層巖心滲透率及傷害率測試儀器，可模擬地層溫度、壓力測試巖心氣體滲透率及其傷害率，操作自動化，數據自動採集計算的儀器。
背景技術：
現有技術是採用非穩定流法測定形狀不規則的巖屑滲透率的儀器即快速滲透率測試儀，《快速滲透率測試儀的研製》論文發表在華北石油管理局鑽井工藝研究院出版的《鑽井液與完井液》2002年第19卷第5期，主要由壓力室、壓力表、巖心夾持器、壓力傳感器、控制系統、接氣瓶等部分組成。壓力室保持一定的壓力；壓力表顯示壓力數據；壓力傳感器接受壓力信號；智能控制；數據採集處理。接氣瓶提供氣源；巖屑夾持器固定巖屑。現有技術缺陷(1)現有技術流程簡單，只能在常溫常壓下測巖屑的氣體滲透率，不能模擬地層的溫度、壓力條件測出巖心的氣體滲透率和巖心的傷害率；(2)測出的數據是地麵條件下的數據，難以接近儲層實際情況；(3)操作不能自動化，數據不能自動採集計算，易造成系統誤差和偶然誤差，影響數據的準確性。
發明目的本實用新型的目的在於克服現有技術的缺陷，設計的一種既能測巖屑的氣體滲透率，也能測巖屑的傷害率，還可模擬地層的溫度、壓力條件進行實驗，實現操作數據自動採集計算的地層傷害測試儀。
發明內容
本實用新型地層傷害測試儀目的通過以下方案實現本實用新型由加熱烘箱、動力驅替系統、氣測滲透系統、實驗主體部分、儲液系統、環壓系統、回壓系統、計量系統、數據採集處理系統組成，其中1、動力驅替系統由無脈流雙柱塞泵、泵閥、卸壓閥組成，為液體提供驅動動力，可手工操作或微機發出指令進行控制，實現啟動、停止加壓。超壓由壓力顯示器上顯示限過壓保護自動停止加壓；2、儲液系統由活塞容器、過濾器、放空閥組成，活塞容器用來裝被驅替的介質，同時還起緩衝壓力的作用，介質進樣由真空泵抽空後被驅替介質自行吸進容器；3、實驗主體部分主要由巖心夾持器、進出氣閥組成，將巖心夾持器上方的換向閥門按實驗要求進行開關，可實現正反驅替測巖心的氣體滲透率和傷害率；4、加熱系統為一烘箱，實驗主體部分和儲液系統置於烘箱體內；5、環壓系統主要由環壓泵、加壓閥、吸液閥、傳感器組成，主要用來為巖心夾持器加減環壓。實驗過程中計算機自動跟蹤控制壓力，也可手工操作控制壓力。進泵時泵腔排空，給巖心夾持器加壓，退泵時，泵腔進液巖心夾持器減壓；6、回壓系統由回壓泵、吸液閥、緩衝容器、壓力傳感器、手動泵組成，主要用來為巖心加回壓；7、氣測滲透系統由氣源、減壓閥、過濾乾燥器組成，氣體通過巖心後，進入氣體流量計，然後到數據採集處理系統計算出氣體滲透率；8、計量系統由氣體流量計、天平、傳感器組成，用來準確計量氣體流量、液體流量，氣體流量計、天平上顯示的數據直接進入數據採集處理系統處理；9、數據採集處理系統由數據採集板、計算機、印表機、數據處理軟體等組成，可自動採集壓力、流量及相關數據並進行自處理、計算出巖心氣體滲透率及傷害率。
當進行巖心氣測滲透率測試時，首先由環壓系統給實驗主體部分加環壓，然後氣源通過氣測滲透系統進入實驗主體部分，氣體通過巖心後進入計量系統，計量系統的氣體流量計採集的數據輸入至連接的數據採集板，最後由數據採集處理系統進行數據處理，另外，根據實驗要求氣測系統和加熱系統，可為實驗主體部分提供不同的壓力和溫度。
當進行巖心傷害滲透率測試時，首先由環壓系統給實驗主體部分加環壓、回壓系統給實驗主體部分加回壓，然後由動力驅替系統為儲液系統提供驅動動力，液體進入實驗主體部分通過巖心，然後進入計量系統，計量系統的天平採集的數據輸入至連接的數據採集板，最後由數據採集處理系統進行數據處理，另外，根據實驗要求動力驅替系統和加熱系統，可為實驗主體部分提供不同的壓力和溫度。
本實用新型地層傷害測試儀可模擬不同地層溫度、壓力條件測試巖心氣體滲透率及其傷害率，操作實現自動化，數據自動採集計算，精確率高。為科研工作者認識儲層結構，施工設計提供可靠的數據。
附圖及簡要說明
圖1本實用新型流程框圖，其中7動力驅替系統、8儲液系統、9氣測滲透系統、10實驗主體部分、11環壓系統、12數據採集處理系統、13計量系統、14回壓系統圖2本實用新型管路、線路連接流程圖，其中15、20、21、22、23、24、25、26、27、34、35、36、37、38、39、40、41、44、45、46、48、50、52、54、56、57、58、60、61、64、65、68、69針型調節閥；16、18、43、47、49、51、53、59、71傳感器；17減壓閥；19無脈流雙柱塞泵；28、29、30耐高溫高壓活塞容器；31、32、33過濾器；42真空泵；55耐高溫高壓巖心夾持器；62環壓泵；63回壓閥；66回壓泵；67氣量計；70天平；72數據採集板。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步的描述由圖2、3可知本實用新型由加熱烘箱6、動力驅替部分7、儲液系統8、氣測滲透系統9、實驗主體部分10、環壓系統11、回壓系統14、計量系統13、數據採集處理系統12組成，其中動力驅替系統7由無脈流雙柱塞泵19組成，由閥20、25、26、27與儲液系統8連接，並通過傳感器16與數據採集處理系統12的數據採集板72連接；儲液系統8由耐高溫、高壓的活塞容器28、29、30及過濾器31、32、33組成，通過閥35、37、39和實驗主體部分10連接；實驗主體部分10由耐高溫、高壓的巖心夾持器55組成，通過閥46、58和計量系統13連接，巖心夾持器55經閥48、50、52、傳感器47、49、51與數據採集處理系統12的數據採集板72連接；儲液系統8和實驗主體部分10置於加熱烘箱6內；環壓系統11由環壓泵62組成，通過閥60與巖心夾持器55連接，同時通過傳感器59和數據採集處理系統12的數據採集板72連接；回壓系統14由回壓泵66組成，通過閥64、回壓閥63與實驗主體部分10連接，同時通過壓力傳感器71與數據採集處理系統12的數據採集板72連接；氣測滲透系統9由氣源閥15、減壓閥17通過閥23、45、56與實驗主體部分10連接，同時通過傳感器18與數據採集處理系統12的數據採集板72連接；計量系統13由氣體流量計67、天平70組成，通過閥63、69與實驗主體部分10連接，氣體流量計67及天平70與數據採集處理系統12的數據採集板72連接。
測巖心氣測滲透率按以下步驟實現1、把巖心裝入實驗主體部分10的巖心夾持器55中，由環壓系統11的環壓泵62通過閥60給巖心夾持器55加環壓固定巖心。
2、打開氣測滲透系統的氣源閥15、減壓閥17，氣體通過閥23、45進入實驗主體部分10的巖心夾持器55中的巖心。氣體通過巖心後再通過閥58、68進入計量系統13的氣體流量計67，流量計67的信號由數據採集系統12的數據採集板72拾取。巖心上下端的壓力分別通過閥44、54進入傳感器43、53，壓力信號由數據採集系統12的數據採集板72拾取。數據採集處理系統12將拾取的數據輸入計算機進行如下處理
根據達西定律利用氣體通過巖心時的壓力、流量及巖心的幾何尺寸等參數計算巖心的氣體滲透率，計算公式如下Ka=2PaQaUaLA(P12-P22)10-1---(1)]]>Ka-巖心氣體滲透率um2、A-巖心截面積cm2、Pa-大氣壓MPa、Qa-氣體流量cm3/sUa-氣體粘度mPa.s、L-巖心長度cm、P1-巖心上端壓力MPa、P2-巖心下端壓力MPa實驗完畢打開閥57進行卸壓。上述實驗步驟可反向進行，反向和正向的不同點是氣體通過閥23後由閥56進入巖心，然後通過閥46、68進入氣體流量計67，其餘步驟相同。
另外，根據實驗要求氣測系統9和加熱系統6，可為實驗主體部分10提供不同的壓力和溫度測巖心傷害滲透率按以下步驟實現1、把巖心裝入實驗主體部分10的巖心夾持器55中，由環壓系統11的環壓泵62通過閥60給巖心夾持器55加環壓固定巖心。
2、由動力驅替系統7的雙塞柱泵19為儲液系統8的活塞容器28、29、30提供驅動動力驅替液體，巖心兩端的壓力由計算機跟蹤控制動力驅替系統7的雙塞柱泵19和回壓系統14的回壓泵66，液體通過儲液系統8的過濾器31、32、33及閥35、37、39、45進入實驗主體部分10的巖心夾持器55的巖心中，然後通過閥58、69進入計量系統13的天平70中進行稱量，稱量數據信號由數據採集處理系統12的數據採集板72拾取，巖心上下端的壓力分別通過閥44、54進入傳感器43、53，壓力信號由數據採集板72拾取，數據採集處理系統12將拾取的數據輸入計算機進行如下處理根據達西定律利用液體通過巖心時的壓力、流量及巖心的幾何尺寸等參數計算巖心的液體滲透率，再利用巖心傷害前後煤油滲透率計算巖心傷害率，計算公式如下Kb=2PaQbUbLA(P12-P22)10-1(2)K=K1-K2K1100%(3)]]>K-巖心傷害率、Kb-液體滲透率um2、A-巖心截面積cm2、Pa-大氣壓MPaQb-液體流量cm3/s、Ub-液體粘度mPa.s、L-巖心長度cm、P1-巖心上端壓力MPaP2-巖心下端壓力MPa、K1-巖心傷害前煤油的滲透率um2、K2-巖心後傷害煤油的滲透率um2。
另外，根據實驗要求動力驅替系統和加熱系統，可為實驗主體部分提供不同的壓力和溫度。實驗完畢打開閥57進行卸壓，反向驅替液體流向類同於反向測氣體滲透率流向。
權利要求1.一種地層傷害測試儀，由加熱烘箱(6)、動力驅替部分(7)、儲液系統(8)、氣測滲透系統(9)、實驗主體部分(10)、環壓系統(11)、回壓系統(14)、計量系統(13)、數據採集處理系統(12)組成，其特徵在於(一)動力驅替系統(7)由無脈流雙柱塞泵(19)組成，由閥(20)、(25)、(26)、(27)與儲液系統(8)連接，並通過傳感器(16)與數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接；(二)儲液系統(8)由耐高溫、高壓的活塞容器(28)、(29)、(30)及過濾器(31)、(32)、(33)組成，通過閥(35)、(37)、(39)和實驗主體部分(10)連接；(三)實驗主體部分(10)由耐高溫、高壓的巖心夾持器(55)組成，通過閥(46)、(58)和計量系統(13)連接，巖心夾持器(55)經閥(48)、(50)、(52)、傳感器(47)、(49)、(51)與數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接；(四)儲液系統(8)和實驗主體部分(10)置於加熱烘箱(6)內；(五)環壓系統(11)由環壓泵(62)組成，通過閥(60)與巖心夾持器(55)連接，同時通過傳感器(59)和數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接；(六)回壓系統(14)由回壓泵(66)組成，通過閥(64)、回壓閥(63)與實驗主體部分(10)連接，同時通過壓力傳感器(71)與數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接；(七)氣測滲透系統(9)由氣源閥(15)、減壓閥(17)通過閥(23)、(45)、(56)與實驗主體部分10連接，同時通過傳感器(18)與數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接；(八)計量系統(13)由氣體流量計(67)、天平(70)組成，通過閥(63)、(69)與實驗主體部分(10)連接，氣體流量計(67)及天平(70)與數據採集處理系統(12)的數據採集板(72)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種地層傷害測試儀，由加熱烘箱、動力驅替系統、氣測滲透系統、實驗主體部分、儲液系統、環壓系統、回壓系統、計量系統、數據採集處理系統組成，它可模擬不同地層溫度、壓力條件測試巖心氣體滲透率及其傷害率，操作實現自動化，數據自動採集計算，精確率高，為科研工作者認識儲層結構，施工設計，提供可靠的數據。
文檔編號G01N19/00GK2751296SQ20042007525
公開日2006年1月11日 申請日期2004年11月26日 優先權日2004年11月26日
發明者王穩桃, 李明志, 劉洪升, 李國鋒, 郎學軍, 張紅 申請人:中國石油化工股份有限公司中原油田分公司採油工程技術研究院