管式流體控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種管式流體控制裝置，包括管式流體開關(guān)、變徑三通和轉(zhuǎn)向三通，其中，變徑三通具有第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道的兩端分別與管式流體開關(guān)和轉(zhuǎn)向三通相連通。本實用新型的管式流體控制裝置利用變徑三通和轉(zhuǎn)向三通可以實現(xiàn)驅(qū)替流體在兩條路徑間的切換，通過彈性膜體的膨脹與收縮、轉(zhuǎn)向三通和變徑三通的組合實時有效地控制管式流體開關(guān)的開啟與關(guān)閉，從而實現(xiàn)了對驅(qū)替流體流動路徑的精準控制；另外，管式流體開關(guān)可以安裝在內(nèi)模型上，且具有一條專用的注入管道，能夠有效地避開入口連接管中殘存的飽和流體，減小或者消除因入口連接管中存留飽和流體而對驅(qū)替過程的觀察產(chǎn)生不利影響，提高了驅(qū)替過程中的實驗精度。
【專利說明】管式流體控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制裝置，尤其是一種由管式流體開關(guān)、變徑三通和轉(zhuǎn)向三通構(gòu)成的管式流體控制裝置，該裝置的管式流體開關(guān)能設(shè)置在驅(qū)替實驗裝置的外模型內(nèi)，直接控制進入內(nèi)模型的驅(qū)替流體。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫高壓微觀驅(qū)替實驗是研究水驅(qū)、氣驅(qū)、化學(xué)驅(qū)油過程滲流機理的重要手段，利用該實驗不但能夠較為真實地模擬油藏條件，而且能夠直觀地觀察到油藏中的滲流狀況，有利于總結(jié)滲流規(guī)律，為油藏方案的設(shè)計提供可靠的參考。
[0003]微觀驅(qū)替實驗中所使用的微觀內(nèi)模型孔隙喉道尺度小，多為微米級，注入流體的精細控制對于驅(qū)替實驗的觀察效果影響很大；同時實驗中需要模擬儲層中高溫高壓環(huán)境，需要使用高溫高壓釜作為外模型，釜中狹小的空間使得流體控制閥的安裝與控制變得十分困難。目前，流體的精細控制多采用在釜外加裝流體控制閥的方式，所加裝的流體控制閥能夠方便有效地控制流體的流動，然而也存在一定的弊端:
[0004](I)如圖1所示為現(xiàn)有的流體控制閥設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置的示意圖，驅(qū)替實驗裝置內(nèi)模型10的孔道13與一延伸至外模型16外部的入口連接管12相連接，飽和流體A經(jīng)由該入口連接管12進入所述內(nèi)模型10，當(dāng)飽和流體A完成向微觀內(nèi)模型10的飽和過程后，除了內(nèi)模型10孔道13中的飽和流體A，入口連接管12中還會存留一部分飽和流體A，雖然入口連接管12不是很長，但由于是微觀驅(qū)替實驗，因此該入口連接管12的容積與內(nèi)模型10孔道13的容積相比已相當(dāng)可觀，當(dāng)調(diào)整三通轉(zhuǎn)向閥11 (即流體控制閥)，采用驅(qū)替流體B驅(qū)替飽和流體A時，需要首先將入口連接管12內(nèi)的這部分飽和流體A驅(qū)替進入微觀內(nèi)模型10，在這個過程中驅(qū)替流體B的流速控制變得十分困難，速度過快，驅(qū)替流體B通過內(nèi)模型10的時間會很短，內(nèi)模型10中的驅(qū)替過程將很難觀測；速度過慢，等待驅(qū)替流體B通過內(nèi)模型10的時間將十分漫長，常常需要數(shù)十分鐘，甚至數(shù)小時，嚴重影響實驗速度，降低了工作效率。
[0005](2)驅(qū)替過程中，入口連接管12中殘留的飽和流體A不會在短時間內(nèi)被驅(qū)替干凈，而是會長時間殘留在管道內(nèi)壁上，并在驅(qū)替過程中，不斷地被攜帶進入微觀內(nèi)模型10，不僅影響微觀內(nèi)模型10中驅(qū)替過程的監(jiān)測，而且影響了實驗數(shù)據(jù)的準確性。
[0006](3)特別是在觀察氣驅(qū)油混相過程時，注入氣會首先與入口連接管12中的油發(fā)生混相，而后進入微觀內(nèi)模型10，這使得在微觀內(nèi)模型10中很難觀測到氣驅(qū)油的混相過程，對氣驅(qū)油混相過程的深入研究產(chǎn)生了不利的影響。
[0007]有鑒于上述公知技術(shù)存在的缺陷，本設(shè)計人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗，研制出本實用新型的管式流體控制裝置，從而能夠有效地減少管道中殘存飽和流體對微觀驅(qū)替實驗的影響，提高驅(qū)替過程的實驗精度。
實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型的目的是提供一種管式流體控制裝置，以克服【背景技術(shù)】中提出的缺陷。
[0009]為達到上述目的，本實用新型提供了一種管式流體控制裝置，包括管式流體開關(guān)、變徑三通和轉(zhuǎn)向三通，其中，變徑三通具有第一通道和第二通道，第一通道和第二通道的兩端分別與管式流體開關(guān)和轉(zhuǎn)向三通相連通。
[0010]如上述的管式流體控制裝置，其中，變徑三通包括一殼體，一內(nèi)管貫穿殼體設(shè)置，一外管套設(shè)在內(nèi)管外部，內(nèi)管中構(gòu)成第一通道，外管與內(nèi)管之間構(gòu)成第二通道；殼體上還連通一管體，管體通過殼體與第二通道相連通；各外管、內(nèi)管、管體與殼體密封連接。
[0011]如上述的管式流體控制裝置，其中，管式流體開關(guān)具有一管式外殼；外殼的兩端分別設(shè)有入口孔板和出口孔板，入口孔板具有第一入口通路和第二入口通路，出口孔板上設(shè)有出口通路；一膨脹時能關(guān)閉出口通路的囊狀彈性膜體設(shè)置在外殼內(nèi)，其開口端與入口孔板的第一入口通路相連通。
[0012]如上述的管式流體控制裝置，其中，第一入口通路設(shè)置在入口孔板的中部，第一入口通路與入口孔板內(nèi)壁之間沿周向設(shè)有多個第二入口通路；彈性膜體通過第一入口通路與變徑三通的第一通道相連通，第二入口通路與第二通道相連通。
[0013]如上述的管式流體控制裝置，其中，出口孔板在圓周方向設(shè)有多個出口通路，各出口通路能連接驅(qū)替實驗裝置的內(nèi)模型孔道。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的管式流體控制裝置的特點和優(yōu)點是:
[0015]1.本實用新型管式流體控制裝置利用能設(shè)于外模型外部的變徑三通和轉(zhuǎn)向三通可以實現(xiàn)驅(qū)替流體在兩條路徑間的切換，通過彈性膜體的膨脹與收縮、轉(zhuǎn)向三通和變徑三通的組合實時有效地控制管式流體開關(guān)的開啟與關(guān)閉，從而實現(xiàn)了對驅(qū)替流體流動路徑的精準控制，解決了流體開關(guān)的遠程控制問題。
[0016]2.常規(guī)流體控制閥只能安裝在外模型外部，使得流體控制閥與內(nèi)模型間存在一段入口連接管，飽和階段后入口連接管會存留飽和流體，造成驅(qū)替流體的流速控制變得十分困難；本實用新型管式流體控制裝置的管式流體開關(guān)可以安裝在外模型內(nèi)的內(nèi)模型上，且具有一條專用的注入管道，能夠有效地避開入口連接管中殘存的飽和流體，減小或者消除因入口連接管中存留飽和流體而對驅(qū)替過程的觀察產(chǎn)生不利影響，提高了驅(qū)替過程中的實驗精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中，
[0018]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的流體控制閥設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置的示意圖；
[0019]圖2是本實用新型的管式流體控制裝置的示意圖；
[0020]圖3是管式流體開關(guān)的剖面示意圖；
[0021]圖4是沿圖3中C-C線的剖面示意圖；
[0022]圖5是沿圖3中D-D線的剖面示意圖；
[0023]圖6是變徑三通的示意圖；
[0024]圖7是本實用新型的管式流體控制裝置設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置一個實施例的示意圖；
[0025]圖8是圖7中管式流體開關(guān)與內(nèi)模型連接處的局部放大示意圖；
[0026]圖9是本實用新型的管式流體控制裝置設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置另一實施例的示意圖；
[0027]圖10是圖9中管式流體開關(guān)與內(nèi)模型連接處的局部放大示意圖。
[0028]主要元件標(biāo)號說明:
[0029]10內(nèi)模型11三通轉(zhuǎn)向閥12入口連接管
[0030]13孔道14飽和流體控制泵15驅(qū)替流體控制泵
[0031]16外模型17圍壓控制系統(tǒng)18粘結(jié)膠
[0032]19注入管道
[0033]I管式流體控制裝置
[0034]2管式流體開關(guān)21外殼22彈性膜體
[0035]221開口端23入口孔板231第一入口通路
[0036]232第二入口通路24出口孔板241出口通路
[0037]25彈性膜體外側(cè)空間
[0038]3變徑三通31內(nèi)管32外管
[0039]33管體34殼體35第一通道
[0040]36第二通道
[0041]4轉(zhuǎn)向三通
[0042]A飽和流體B驅(qū)替流體
[0043]M 出口N 出口
【具體實施方式】
[0044]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0045]圖2是本實用新型的管式流體控制裝置的組合圖。如圖2所示，管式流體控制裝置I包括管式流體開關(guān)2、變徑三通3和轉(zhuǎn)向三通4，其中，變徑三通3具有第一通道35和第二通道36，第一通道35和第二通道36的兩端分別與管式流體開關(guān)2和轉(zhuǎn)向三通4相連通。
[0046]請配合參見圖3、圖4、圖5，管式流體開關(guān)2具有一管式外殼21，外殼21的兩端分別設(shè)有入口孔板23和出口孔板24，入口孔板23具有設(shè)于其中部的第一入口通路231和位于第一入口通路231外壁與入口孔板23內(nèi)壁之間沿周向設(shè)置的多個第二入口通路232，出口孔板24具有沿出口孔板24內(nèi)壁沿周向設(shè)置的多個出口通路241，各出口通路241能與微觀驅(qū)替實驗裝置的內(nèi)模型10的孔道13直接相連接。如圖4、圖5所示，在一個具體實施例中，第一入口通路231為一短管，通過連接筋板將該短管與所述外殼21的內(nèi)壁固定連接。同樣，出口孔板24的中央設(shè)有一實心的圓形板體，通過連接筋板將該圓形板體與外殼21的內(nèi)壁固定連接，該圓形板體與外殼21之間形成所述出口通路241。
[0047]此外，外殼21內(nèi)設(shè)有一囊狀彈性膜體22，該彈性膜體22例如可以由硅橡膠制成，具有較好的彈性和耐壓性，充入氣體后會發(fā)生膨脹，彈性膜體22的開口端221與入口孔板23的第一入口通路231相連通，彈性膜體22與外殼21之間構(gòu)成彈性膜體外側(cè)空間25。
[0048]請參見圖2、圖6,在一個可行的技術(shù)方案中，變徑三通3包括一中空的金屬殼體34，一內(nèi)管31貫穿該殼體34，內(nèi)管31的一端與轉(zhuǎn)向三通4的出口 M相連通，另一端與入口孔板23的第一入口通路231相連通，從而內(nèi)管31中構(gòu)成與彈性膜體22相連通的第一通道35。一外管32套設(shè)在內(nèi)管31的位于管式流體開關(guān)2和變徑三通3之間部分的外部，并延伸至殼體34，外管32與內(nèi)管31之間構(gòu)成第二通道36，第二通道36的一端與殼體34相連通，另一端與入口孔板23的第二入口通路231相連通，從而使得第二通道36進一步與彈性膜體外側(cè)空間25、以及出口孔板24上設(shè)置的出口通路241相連通。殼體34上還連通有一管體33，該管體33的一端通過中空的殼體34與第二通道36相連通，另一端與轉(zhuǎn)向三通4的出口 N相連通。內(nèi)管31、外管32、管體33分別通過壓帽與殼體34密封連接。
[0049]請配合參見圖7、圖8、圖9、圖10。使用時，將管式流體控制裝置I固定在微觀驅(qū)替實驗裝置上，圖7是管式流體控制裝置設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置一個實施例的示意圖，其中，管式流體控制裝置I的變徑三通3和轉(zhuǎn)向三通4設(shè)置在微觀驅(qū)替實驗裝置的外模型16外部，且轉(zhuǎn)向三通4的入口與驅(qū)替流體控制泵15相連接，管式流體開關(guān)2設(shè)置在外模型16內(nèi)部的內(nèi)模型10孔道13上，且能與內(nèi)模型10中的孔道13相連通。在一個可行的技術(shù)方案中，管式流體開關(guān)2通過一條注入管道19與變徑三通3相連通，且該注入管道19具有與變徑三通3相同且相互連通的第一通道35、第二通道36。
[0050]在本實施例中，管式流體開關(guān)2的中心線與入口連接管12的中心線相正交，且該管式流體開關(guān)2設(shè)置在靠近孔道13的流體進入端口處。其中，管式流體開關(guān)2通過粘結(jié)膠18固定在內(nèi)模型10的外部，該粘結(jié)膠18可根據(jù)外模型16內(nèi)填充的材質(zhì)進行選擇，例如，玻璃膠等，粘接膠18因受到圍壓控制系統(tǒng)17施加的圍壓，具有較好的密封性能。該粘結(jié)膠18的具體材質(zhì)本案不加以限制，只要能將管式流體開關(guān)2固定在內(nèi)模型10上就可以。
[0051]圖9是管式流體控制裝置設(shè)于微觀驅(qū)替實驗裝置另一實施例的示意圖，在本實施例中，管式流體開關(guān)2的中心線與所述入口連接管12的中心線相平行，且該管式流體開關(guān)2設(shè)置在靠近孔道13的流體進入端口處，其它結(jié)構(gòu)與圖7所示的實施例相同，故不贅述。
[0052]以下結(jié)合一個具體的微觀驅(qū)替實驗來說明本實用新型的管式流體控制裝置I的工作原理。
[0053]請配合參見圖2及圖7或圖9，該微觀驅(qū)替實驗，是以氣驅(qū)油微觀驅(qū)替實驗為例，實驗步驟及工作流程如下:
[0054]①實驗準備:準備實驗溫度壓力條件下的飽和油樣(即飽和流體A)及驅(qū)替氣樣(即驅(qū)替流體B)。連接實驗管路，將管式流體控制裝置I固定在微觀驅(qū)替實驗裝置上，并測試管路的密封性。調(diào)整轉(zhuǎn)向三通4使其出口 M與內(nèi)管31相連通，打開驅(qū)替流體控制泵15的閥門后，驅(qū)替氣樣進入內(nèi)管31中的第一通道35，經(jīng)過與第一通道35相連通的第一入口通路231進入彈性膜體22，彈性膜體22不斷膨脹，直至封閉出口通路241，則管式流體開關(guān)2處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0055]②飽和流體過程:打開飽和流體控制泵14的閥門，飽和流體控制泵14與內(nèi)模型10孔道13相連通，飽和油樣由飽和流體控制泵14經(jīng)由入口連接管12進入孔道13，直至微觀內(nèi)模型10中的絕大部分孔道13被飽和油樣飽和。
[0056]③驅(qū)替過程:緩慢調(diào)整轉(zhuǎn)向三通4使其出口 N與管體33相連通(由于微觀內(nèi)模型10中孔道13的尺度小，多為微米級，故需緩慢調(diào)整轉(zhuǎn)向三通4，以保證系統(tǒng)中流體的穩(wěn)定性，同時避免因驅(qū)替時間過短而造成驅(qū)替過程難以觀測的情況)，驅(qū)替氣樣由轉(zhuǎn)向三通4進入管體33，并通過殼體34流入第二通道36，再經(jīng)由第二入口通路232進入管式流體開關(guān)2中的彈性膜體外側(cè)空間25，此時，盡管彈性膜體22內(nèi)腔及第一通道35呈密封狀態(tài)，但由第二入口通路232向彈性膜體外側(cè)空間25注入驅(qū)替氣樣的過程是升壓過程，當(dāng)彈性膜體外側(cè)空間25內(nèi)的壓力略高于彈性膜體22內(nèi)腔時，彈性膜體22被壓縮，從而開啟出口通路241，打開管式流體開關(guān)2，驅(qū)替氣樣經(jīng)由出口通路241直接進入內(nèi)模型10中的孔道13，開始驅(qū)替飽和油樣，可以使用攝像機記錄驅(qū)替過程。
[0057]④完成氣驅(qū)油微觀驅(qū)替實驗，進行流程及設(shè)備整理。
[0058]以上所述僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。而且需要說明的是，本實用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本實用新型的說明書中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實際需要選擇一項單獨采用或選擇多項組合起來使用，因此，本實用新型理所當(dāng)然地涵蓋了與本案實用新型點有關(guān)的其它組合及具體應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種管式流體控制裝置，其特征在于，所述管式流體控制裝置包括管式流體開關(guān)、變徑三通和轉(zhuǎn)向三通，其中，所述變徑三通具有第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道的兩端分別與所述管式流體開關(guān)和轉(zhuǎn)向三通相連通。
2.如權(quán)利要求1所述的管式流體控制裝置，其特征在于，所述變徑三通包括一殼體，一內(nèi)管貫穿所述殼體設(shè)置，一外管套設(shè)在所述內(nèi)管外部，所述內(nèi)管中構(gòu)成所述第一通道，所述外管與內(nèi)管之間構(gòu)成所述第二通道；所述殼體上還連通一管體，所述管體通過所述殼體與所述第二通道相連通；各所述外管、內(nèi)管、管體與所述殼體密封連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的管式流體控制裝置，其特征在于，所述管式流體開關(guān)具有一管式外殼；所述外殼的兩端分別設(shè)有入口孔板和出口孔板，所述入口孔板具有第一入口通路和第二入口通路，所述出口孔板上設(shè)有出口通路；一膨脹時能關(guān)閉所述出口通路的囊狀彈性膜體設(shè)置在所述外殼內(nèi)，其開口端與所述入口孔板的第一入口通路相連通。
4.如權(quán)利要求3所述的管式流體控制裝置，其特征在于，所述第一入口通路設(shè)置在所述入口孔板的中部，所述第一入口通路與入口孔板內(nèi)壁之間沿周向設(shè)有多個所述第二入口通路；所述彈性膜體通過所述第一入口通路與所述變徑三通的所述第一通道相連通，所述第二入口通路與所述第二通道相連通。
5.如權(quán)利要求3所述的管式流體控制裝置，其特征在于，所述出口孔板在圓周方向設(shè)有多個所述出口通路，各所述出口通路能連接驅(qū)替實驗裝置的內(nèi)模型孔道。
6.如權(quán)利要求4所述的管式流體控制裝置，其特征在于，所述出口孔板在圓周方向設(shè)有多個所述出口通路，各所述出口通路能連接驅(qū)替實驗裝置的內(nèi)模型孔道。
【文檔編號】E21B43/16GK203729986SQ201320863609
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李實 , 秦積舜, 姬澤敏, 陳興隆, 李軍, 張可, 俞宏偉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司