一種三維可視化物理模擬實驗裝置的製作方法
2023-05-21 02:10:56
專利名稱：一種三維可視化物理模擬實驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在室內實驗中模擬水驅、聚驅、三元驅等開發方式對開採效果影響可視化物理模擬裝置，尤其涉及ー種三維可視化物理模擬實驗裝置。
背景技術：
在石油開採的過程中，石油開採エ藝技術的創新對提高採收率工作液的研究、開發出能夠滿足油田不同開發時期需要的工作液將對油田的開發效果產生重要的影響。「三維可視化物理模擬實驗裝置」主要用於水驅、化學驅等提高採收率效果及其相關機理的研究，在模擬油藏溫度和壓カ下進行驅替採油物理模擬研究，獲得不同類型驅替狀態下的壓カ場、飽和度場在不同的驅替過程中隨時間的變化，進行數據採集、處理及圖像處理。從三維的角度模擬地層，並通過可視面觀察以往看不到的發生在地下的有關情況，還可以模擬工程エ藝，驗證工程エ藝機理，優化工程參數。現有的模型有如下不足:ー是工作壓カ太低，不足以說明發生在地下高壓狀況；ニ是無上覆壓カ系統，在模擬地層用的砂子處於鬆散狀態，與地層處於壓實狀態不符；三是模型內無飽和度點和壓カ測點，在試驗過程中不能對模型內的油水分布、壓カ場進行有效的監測；四是模型上無可視化面，不能觀察到流體在儲層中的滲流特徵。
發明內容
針對上述問題，本發明實施例的目的在於提供ー種三維可視化物理模擬實驗裝置。本發明實施例是這樣實現的，ー種三維可視化物理模擬實驗裝置，主要由模型主體、內壁絕緣塗層、壓蓋、模型井網、飽和度接ロ、主體支架等組成，模型主體上具有8根密封螺杆，壓蓋與模型主體支架外側通過端蓋固定，壓蓋內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋外並行設有並帽，並帽的內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋通過頂緊螺栓來壓緊內部巖心。進ー步，所述的實驗裝置，該ニ維非均質模型實驗裝置的技術參數如下:(I)內尺寸:500 X 500 X 40 60 (mm)，外尺寸:650 X 650 X 250 (mm);(2)工作溫度:室溫 120°C ;進一歩，所述的實驗裝置，壓蓋上均勻設有螺栓孔，並開了多個垂直孔，壓蓋的圓形孔大於下部的圓形孔，可模擬注入和產出井，還能改變其位置模擬不同的布井方式及不同的井距，且在壓蓋上均勻布置48組飽和度探頭和39組測壓力點。進ー步，所述的實驗裝置，壓蓋內側設有密封膠墊。進ー步，所述的實驗裝置，模型前後面主體框架之間有氟橡膠密封圈，前後面及下蓋板布置圓形可視窗ロ，採用高強度玻璃。進ー步，所述的實驗裝置，主體支架的底座設為エ字型，在底座兩端中心垂直方向上設有兩根対稱的支撐柱，支撐住上端設有轉軸孔上設有鎖定螺栓，在底座的四個角上設有萬向滾輪。該裝置採用不鏽鋼器材，氟橡膠密封圈，在120°C下可長期工作；可模擬注入井和產出井，還能改變其位置模擬不同的布井方式及不同的井距；模型前後、底面上布置圓形可視窗ロ，方便觀察；整個模型置於可轉動支架上，可傾斜模擬地層角度。
圖1是本發明實施例提供的三維可視化模型整體裝配示意圖；圖2是本發明實施例提供的模型可視面示意圖。圖中:1、壓蓋；2、模型井網；3、螺栓；4、飽和探頭；5、壓カ測壓點；6、模型主體；7、鎖定裝置；8、旋轉軸；9、主體支架；10、高強度玻璃；11、砂子；12、活塞；13、密封膠墊；14、螺栓孔；15、可視窗ロ ；16、上蓋法蘭。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。如圖1、圖2所示，本發明提供的三維可視化物理模擬實驗裝置，它是316不鏽鋼材料作為模型的基體，主要由模型主體6、內壁絕緣塗層、壓蓋1、模型井網2、飽和探頭4、主體支架9部分組成。其特徵在於模型主體6的框架為方形，模型主體6四個角設計成R弧度，使活塞12密封並具有壓實功能。多層巖心置於密封模型內，密封模型通過壓蓋I將巖心壓緊，壓蓋I內側設有密封膠墊13 ;壓蓋I與主體支架9外側通過端蓋固定，端蓋內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；端蓋外並行設有並帽，並帽的內螺紋與壓蓋I的外螺紋連接配合；壓蓋I通過連接螺栓3與巖心筒連接並固定並通過頂緊螺栓3來壓緊內部巖心。模型壓蓋I上均勻設有螺栓孔，並開了多個垂直孔，可模擬注入井和產出井，還能改變其位置模擬不同的布井方式及不同的井距。且均勻布置48組飽和度探頭和39組測壓力點；模型前後、底面上布置圓形可視窗ロ 15。模型主體6為一四邊形框架，內壁與填砂接觸面經特殊打毛處理，以防竄流，利於模型活塞12的運行，上面加工有擴徑臺，用來安放玻璃10。上蓋I由一整塊鋼板製成，外廊形狀大小與主體6—致，上面根據可視化的需要和壓カ的大小均勻開有可視窗ロ 15，上蓋法蘭16的四周對應主體上面的螺紋孔而開螺栓孔14，利用螺栓3上緊，從而使玻璃10、上蓋I與主體6連成一體，構成平板模型的可視面。模型活塞12安裝在主體6的內周下面，金屬材料，在靠近模型活塞12上端面的圓周面上開有密封墊槽，內裝密封墊13，使得模型活塞12可以和主體6內壁實現動密封。由於是動密封，所以模型內砂子11在外力的作用下就可以對砂子11進行壓實，即加載上覆壓力。模型活塞12上端面為一平面，平面上根據需要要開孔，可以用來裝入模擬井筒2作為流體出入通道。模型活塞12下端面為法蘭狀，上面開有和主體6下端面上的螺紋孔相互對應的螺栓，用來連接模型活塞12和主體6。由於模型整體較重，移動、拆裝比較費力，所以專門設計可移動的支架。
支架9由高強度槽鋼製成，底部裝鋼製萬向輪，方便隨時移動，模型通過兩側的旋轉軸在支架9上，裝好後模型整體可以繞軸翻轉，支架9上有旋轉軸鎖定裝置7，可將模型定位與任意角度以模擬地層傾角。可視面水平放置時模擬水平地層，可視面垂直放置時可模擬地層剖面，其他角度為不同傾角地層。整個模型置於可轉動支架上，可傾斜模擬地層角度。該裝置採用不鏽鋼器材，氟橡膠密封圈，在120°C下可長期工作。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.ー種三維可視化物理模擬實驗裝置，其特徵在幹，該三維可視化物理模擬實驗裝置主要由模型主體、內壁絕緣塗層、壓蓋、模型井網、飽和度接ロ、主體支架組成，模型主體上具有8根密封螺杆，壓蓋與模型主體支架外側通過端蓋固定，壓蓋內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋外並行設有並帽，並帽的內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋通過頂緊螺栓來壓緊內部巖心。
2.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在幹，該ニ維非均質模型實驗裝置的技術參數如下:(1)內尺寸:500X 500 X 40 60 (mm)，外尺寸:650 X 650 X 250 (mm)； (2)工作溫度:室溫 120°C。
3.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於，壓蓋上均勻設有螺栓孔，並開了多個垂直孔，壓蓋的圓形孔大於下部的圓形孔，可模擬注入和產出井，還能改變其位置模擬不同的布井方式及不同的井距，且在壓蓋上均勻布置48組飽和度探頭和39組測壓力點。
4.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於，壓蓋內側設有密封膠墊。
5.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於，模型前後面主體框架之間有氟橡膠密封圈，前後面及下蓋板布置圓形可視窗ロ，採用高強度玻璃。
6.根據權利要求1所述的實驗裝置，其特徵在於，主體支架的底座設為エ字型，在底座兩端中心垂直方向上設有兩根対稱的支撐柱，支撐住上端設有轉軸孔上設有鎖定螺栓，在底座的四個角上設有萬向 滾輪。
全文摘要
本發明涉及一種三維可視化物理模擬實驗裝置，用於石油行業室內模擬高溫高壓條件下的非均質油藏的巖心流動實驗，主要由模型主體、內壁絕緣塗層、壓蓋、模型井網、飽和度接口、主體支架等組成，模型主體上具有8根密封螺杆，壓蓋與模型主體支架外側通過端蓋固定，壓蓋內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋外並行設有並帽，並帽的內螺紋與壓蓋的外螺紋連接配合；壓蓋通過頂緊螺栓來壓緊內部巖心。上壓蓋上均勻設有螺栓孔，並開了多個垂直孔，可模擬注入井和產出井，還能改變其位置模擬不同的布井方式及不同的井距；模型前後、底面上布置圓形可視窗口，方便使用人員觀察，整個模型置於可轉動支架上，可傾斜模擬地層角度。該裝置採用不鏽鋼器材，氟橡膠密封圈，在120℃下可長期工作。
文檔編號E21B49/00GK103114850SQ20131006289
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優先權日2013年2月28日
發明者賴南君, 葉仲斌, 陳科, 盧強, 董帥, 董軍 申請人:西南石油大學