一種新型測量不同壓力下液體濾失速率的裝置的製作方法
2023-12-09 02:32:36 2
本實用新型涉及一種測量不同壓力條件下液體在巖心中濾失速率的裝置，屬於油氣田開發領域。
背景技術：
經過百餘年對「常規油氣」的勘探與開發，地球上的常規油氣量已經大大地減少，人們將目光和研究對象投向了「非常規油氣」，其中，緻密油氣就是很重要的一個研究對象。對於緻密油氣的開發，傳統的開採方法已不能有效的開採，水力壓裂技術能夠對緻密、低滲的頁巖氣藏提供有效的幫助。而壓裂液的濾失會影響施工的質量，為了在施工中有效地控制某些施工條件，降低濾失量，提高液體的施工效率，保證施工的順利進行，就必須了解各因素對濾失的影響，而且在鑽井過程中，鑽井液的濾失也是考慮的一個重要因素，其濾失性直接影響到鑽井液的造壁性能以及泥餅的質量，濾失速度則是影響濾失的一個重要因素。目前國內外學者對濾失的研究主要集中在濾失模型的研究上，主要有空隙介質模型、裂縫介質模型和雙孔介質模型，並根據相應的濾失模型建立數學模型求出相應的解析解。相比而言，從實驗上對濾失速率以及改善濾失的措施研究還不是很全面，尤其是通過實驗來了解各種因素對濾失影響的實驗較少。本新型一種測量在不同壓力下液體濾失速率的裝置則可以實現測量液體在不同壓力下的濾失速率，目的是為了在不同壓力、不同濾失環境下,不僅可以方便快捷地測量不同巖石的吸水率，也可測量不同液體的濾失速率。使用該裝置不僅方便可行，同時也可以降低實驗成本，節約實驗時間。另一方面，可以針對不同類型的濾失條件下測量出來的數據，結合實際情況，提出相應的改善濾失的措施，進一步通過該裝置對改善措施的進行可行性驗證。
技術實現要素：
本實用新型目的是為了在不同壓力、不同濾失環境下,不僅可以方便快捷地測量不同巖石的吸水率，也可測量不同液體的濾失速率，設計出一種省時省力的測量裝置。
本實用新型所採用的技術方案是：
本實用新型測量不同壓力條件下液體濾失速率的裝置，主要由雙邊天平、氮氣瓶(14)組成。所述的位於天平支架中部安裝有掛鈎(4)，掛鈎(4)的高度可以根據實際情況的需要進行調節，掛鈎(4)連接天平與巖心夾(5)，將巖心夾(5)固定在掛鈎末端，巖心夾(5)將巖心固定在密封箱(6)內，巖心的尺寸大小要根據密封箱(6)上部的開口的尺寸來確定；同時密封箱(6)中間頂部的巖心入口(10)處密封一層橡膠套圈，保證測量過程中的密封性，即在測量過程中壓力的恆定，密封箱(6)左側上部的第一個入口為液體入口(7)，該液體入口(7)為單向入口，使液體從液體入口(7)注入到密封箱(6)內，液體入口(7)上方安裝有液體入口開關(9)，該液體入口開關(9)控制液體開關是否打開讓液體進入到密封箱內，密封箱(6)的左側上部第二個入口為氣體入口(8)，該氣體入口(8)為單向入口，控制氣體能否進入密封箱內，氣體入口(8)連接密封箱左側的氮氣瓶(14)，氮氣瓶提供氣體的來源，密封箱(6)頂部右側安裝有壓力計(11)，壓力計(11)顯示密封箱內部的壓力，以壓力計示數是否穩定來衡量密封箱內部是否處於密封狀態，壓力計(11)的右側是氣體出口(12)，該氣體出口(12)為單向出口，控制氣體能否從密封箱內排出，密封箱(6)右側下部為液體出口(13)，該液體出口(13)為單向出口，控制液體能否從密封箱內排出。
選取好實驗需要的氣體、液體的類型，空氣以及所選的氣體在該液體內不溶解；按照附圖1中連接好雙邊天平、密封箱6後，將掛鈎4固定在天平支架橫梁的中間後，關閉液體入口開關9，液體出口13，同時關閉氣體入口8、氣體出口12；根據密封箱上部的開口尺寸選取合適尺寸、乾燥的巖心，巖心的形狀要儘可能的規則；由選取好的巖心的尺寸選取合適尺寸的巖心夾5，並將巖心夾5固定在掛鈎4的末端；將巖心固定在巖心夾5上，調節掛鈎4的高度將巖心放入密封箱6內；觀察壓力計11示數是否穩定，並可以反覆檢測密封性能；打開液體入口開關7，將所選取的液體通過液體入口開關7注入到密封箱6內，當液體完全浸沒巖心後，注入完成；打開氮氣瓶14的閥門使氮氣進入密封箱內，同時打開排氣口排出密封箱6上部的空氣，保證密封箱6內氮氣的單一性，控制氮氣進入密封箱6內的量可以控制密封箱6內部的壓力，濾失會使巖心重量發生變化，導致掛鈎4拉力的變化，表現在天平讀數的變化，即天平讀數的變化量等於濾失後變化的重量，記錄不同時間內天平示數的變化，計算出巖心在該條件下的濾失速率。為了能更精確的測量出不同壓力下液體在巖心中的濾失速率，應在相同的、較短的時間段內讀數，同時在測量前進行多次密封箱的密封性能測試，提高測量的精確度。
附圖說明
圖1是測量不同壓力下液體濾失速率的裝置結構示意圖
圖2是密封箱結構示意圖
圖中1-天平底座，2-天平底腳，3-天平支架，4-掛鈎，5-巖心夾，6-密封箱，7-液體入口，8-氣體入口，9-液體入口開關，10-巖心入口，11-壓力計，12-氣體出口,13-液體出口，14氮氣瓶。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
如圖1、圖2所示，本實用新型是一種測量不同壓力液體下在巖心中的濾失速率裝置，主要由雙腳天平，密封箱6組成，其特徵在於：所述的位於天平支架中部安裝有掛鈎(4)，掛鈎(4)的高度是可以根據實際情況的需要進行調節，以便使巖心能夠穩定地置於密封箱(6)內，掛鈎(4)連接天平與巖心夾(5)，巖心夾(5)的尺寸可根據選好的巖心的尺寸來選取，將巖心夾(5)固定在掛鈎(4)末端，巖心夾(5)將巖心固定在密封箱(6)內，巖心的尺寸大小要根據密封箱(6)上部的開口的尺寸來確定；同時密封箱(6)中間頂部的巖心入口(10)處密封一層橡膠套圈，保證測量過程中的密封性，即在測量過程中壓力的恆定，密封箱(6)左側上部的第一個入口為液體入口(7)，該液體入口(7)為單向入口，使液體從液體入口(7)注入到密封箱(6)內，液體入口(7)上方安裝有液體入口開關(9)，該液體入口(9)控制液體開關是否打開讓液體進入到密封箱內，密封箱(6)的左側上部第二個入口為氣體入口(8)，該氣體入口(8)為單向入口，控制氣體能否進入密封箱內，氣體入口(8)連接密封箱左側的氮氣瓶(14)，氮氣瓶提供氣體的來源，密封箱(6)頂部右側安裝有壓力計(11)，壓力計(11)顯示密封箱內部的壓力，壓力是否穩定來衡量密封箱內部是否處於密封狀態，壓力計(11)的右側是氣體出口(12)，該氣體出口(12)為單向出口，控制氣體能否從密封箱內排出，密封箱(6)右側下部為液體出口(13)，該液體出口(13)為單向出口，控制液體能否從密封箱內排出。
實驗前，選取好實驗需要的氣體、液體的類型，注意的是空氣以及所選的氣體在選取的液體內不溶解；
按照圖1中連接好雙邊天平、密封箱6，將掛鈎4固定在天平支架橫梁的中間，關閉液體入口開關9，液體出口13，同時關閉氣體入口8、氣體出口12；
根據密封箱上部的開口尺寸選取合適尺寸、乾燥的巖心，巖心的形狀要儘可能的規則；
根據選取好的巖心的尺寸選取合適尺寸的巖心夾5，並將巖心夾5固定在掛鈎4的末端；
將準備好的巖心放入密封箱6內並固定在巖心夾5上後，向密封箱內注入一定量的氣體後，關閉所有出入口的開關，包括液體出口13，液體入口7，氣體12口8，氣體入口8；
通過壓力計11示數是否穩定檢測密封性能，注入的氣體在密封箱的上部會形成一個固定值的壓力，若密封性能好，則壓力計11的讀數保持恆定，若密封性能不好，壓力計11的示數會不停的波動，出現該種狀況時，要進一步對密封箱的各個部位是否密封進行檢測，採取相應的措施使得密封箱達到密封狀態；
檢測完密封性能，達到實驗所需的密封要求後，對天平調零，打開液體入口開關7，將要研究的液體緩慢地注入到密封箱6內，當液體完全浸沒巖心後，注入完成；
打開氮氣瓶14的閥門使氮氣進入密封箱內，同時打開排氣口使氮氣排除密封箱6上部的空氣，保證密封箱6內氮氣的單一性，控制氮氣進入密封箱6內的量來控制密封箱6內部的壓力，濾失會使巖心重量發生變化，導致掛鈎4拉力的變化，表現在天平讀數的變化，即是天平讀數的變化量等於巖心濾失後變化的重量，記錄不同時間段內天平示數的變化，計算出巖心在該條件下的濾失速率。為了能更精確地測量出不同壓力下液體在巖心中的濾失速率，應在相同的、較短的時間段內讀數，同時在測量前進行多次密封箱的密封性能測試，提高測量的精確度。