專利名稱：差壓法壓汞儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油地質(zhì)領(lǐng)域，測定油藏巖石樣品孔隙結(jié)構(gòu)的儀器。
背景技術(shù)：
壓汞儀的工作方法是在不同的壓力下將汞壓入巖樣孔隙中，測定進入巖樣的微量汞體積與壓力的對應(yīng)變化關(guān)系，從而測定巖樣的孔隙結(jié)構(gòu)特征。目前國內(nèi)外生產(chǎn)有不同類型的壓汞儀，結(jié)構(gòu)各異，互有長短。但依然存在以下幾方面的問題①退汞時其退汞壓力降不到絕對壓力零，只能退到相對壓力零，使得退汞曲線不完整。②工作中要中斷下來把巖樣從低壓巖心室移至高壓巖心室，測試過程不連續(xù)。③更換巖心室以及清洗低壓巖心室的過程增加了操作人員與汞發(fā)生接觸的機會，由于汞是有毒物質(zhì)，會對操作人員的身體造成傷害。④微量汞體積變化的測量方法復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種差壓法壓汞儀，它利用差壓傳感器來測量微量汞體積，同時要解決曲線不完整、工作過程不連續(xù)以及操作中接觸汞機會多的問題。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的巖心室、汞體積測量管、補汞杯三者間呈U型連通，兩兩之間的管線上裝有高壓閥，且?guī)r心室的位置高于測量管內(nèi)初始汞液面位置，補汞杯高度可調(diào)，巖心室頂部連接真空泵，它們之間的管線上也裝有高壓閥，汞體積測量管的下端接差壓傳感器的高壓腔，其管線及高壓腔內(nèi)充滿汞，汞體積測量管的上端分三路分別接差壓傳感器的低壓腔、壓力計量單元和高壓柱塞泵，其管線及低壓腔內(nèi)充滿酒精，壓力計量單元由不同量程的壓力傳感器及高壓電磁閥串聯(lián)連接，泵的增壓減壓、壓力的測量及平衡判斷、電磁閥的開關(guān)均由計算機自動完成。
由于采用上述方案，本實用新型可以完整地測出進汞及退汞曲線；測試中無須中斷，保證了測試過程的完整性；差壓法測量汞體積，方法簡單，精度亦有保證；酒精作壓力傳遞介質(zhì)，不需要經(jīng)常清洗，測試在一個巖心室中進行，無需更換巖心室，減少汞對人體的危害；壓力測量分級進行，保證了壓力測量的連續(xù)性及準確性；測試過程中，泵的增壓減壓、壓力的測量及平衡判斷、電磁閥的開關(guān)均由計算機自動完成，提高了儀器的自動化程度。
以下結(jié)合附圖和實施例來詳細說明本實用新型所提出的差壓法壓汞儀的具體結(jié)構(gòu)。


圖1是本實用新型所提出的差壓法壓汞儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型所提出的差壓法壓汞儀的汞體積測量管示意圖。
具體實施方式
1.結(jié)構(gòu)上采用重力差原理進行設(shè)計，巖心室頂部高于汞體積測量管內(nèi)初始汞面一個特定的高度，這個高度等于儀器使用時所在地的以汞柱高度表示的大氣壓的數(shù)值H。由于大氣壓隨環(huán)境有所改變，所以專門設(shè)計了高度可調(diào)的補汞杯，補汞杯底部與汞體積測量管底部由管線相連，形成U型連通，通過調(diào)節(jié)補汞杯的高度，就可以調(diào)節(jié)汞體積測量管內(nèi)初始汞面，保證初始汞面與巖心室頂部的高度差等于H。如在圖1中，機柜4內(nèi)安裝汞體積測量管14、補汞杯16、高壓閥13、15和差壓傳感器12，巖心室3安裝在機柜4的頂上，巖心室3的頂部與補汞杯16內(nèi)的汞面及汞體積測量管14內(nèi)的初始汞面之間的高度差為H，補汞杯16的高度可調(diào)。試驗時，先將被測巖樣裝入巖心室3，然后打開巖心室上、下方的閥門2、13，關(guān)閉補汞杯16與汞體積測量管14之間的閥門15，接通真空泵1的電源抽真空，10分鐘后，打開閥門15，補汞杯16中的汞將在大氣壓的作用下進入巖心室3，調(diào)節(jié)補汞杯16使其中的初始汞面位置與巖心室3頂部的高度差為當時的大氣壓值相當?shù)墓叨戎?。然后關(guān)閉閥門2，關(guān)閉真空泵1。汞體積測量管14內(nèi)的初始汞面可利用微機控制高壓柱塞泵11的進退來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的依據(jù)是壓力傳感器7的讀數(shù)，打開安裝在壓力傳感器5、6、7之間的電磁閥8、9，調(diào)節(jié)到壓力傳感器7的讀數(shù)為零時關(guān)閉閥門15。然后便可利用微機控制高壓柱塞泵11進行壓汞與退汞工作。這時，當壓力傳感器7測出汞體積測量管14內(nèi)初始汞面處的壓力為相對壓力零時，巖心室3頂部的壓力便是絕對壓力零。這樣便可保證壓力測量全部在正壓下進行，而且，退汞時當壓力傳感器7退至相對壓力零時，巖心室3頂部壓力可以退至絕對壓力零，保證了退汞曲線的完整性。由于結(jié)構(gòu)上的改進也使得所有測試均在一個巖心室中進行，保證了工作過程的完整性。
2.如在圖1中，利用計算機按照預(yù)先設(shè)定的壓力點控制步進電機10拖動高壓柱塞泵11進行壓力的增減，保證增壓及減壓的連續(xù)性，從而保證數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性；每個壓力點下壓力平衡的保持，壓力的采集與處理，汞體積的測量也全由計算機自動完成。
3.差壓法測量汞體積。它的測量原理是利用不同的液柱高度產(chǎn)生不同的壓力來測量的，即P＝ρ×g×h。如圖2所示，汞體積測量管14的下端17接差壓傳感器12的高壓腔20，汞體積測量管14的上端18接差壓傳感器12的低壓腔21，與高壓腔20相連的管線22及高壓腔20和汞體積測量管14的下端17內(nèi)充滿汞，與低壓腔21相連的管線19及低壓腔21和汞體積測量管14的上端18內(nèi)充滿酒精，這時，差壓傳感器12的讀數(shù)ΔP＝(ρ汞-ρ酒精)×g×h，從而推出h值，汞體積V＝h×A，其中A代表汞體積測量管14內(nèi)孔面積。選用精度0.1％的差壓傳感器便可完全保證汞體積測試的精度要求。
4.使用酒精作壓力傳遞介質(zhì)，可以保證管路的清潔，防止腐蝕，所以不需要經(jīng)常清洗，另外由于所有測試均在一個巖心室中進行，無需更換巖心室，從而減少工作人員與汞接觸的機會，減少汞對人體的危害。
5.壓力測量采用串聯(lián)階梯式測量方法，如在圖1中壓力傳感器5、6、7按量程順序串聯(lián)連接，壓力源接在高量程壓力傳感器5一端，高量程壓力傳感器5和中量程壓力傳感器6之間、中量程壓力傳感器6和低量程壓力傳感器7之間分別接有電磁閥8和9，電磁閥8、9由計算機控制其開關(guān)來控制通斷。開始時，先將電磁閥8、9打開，低壓時，記錄的壓力以低量程壓力傳感器7的讀數(shù)為準，當系統(tǒng)壓力接近低量程壓力傳感器7量程的80％-90％時，電磁閥9關(guān)閉，切斷低量程壓力傳感器7與高壓部分的聯(lián)系，而記錄的壓力以中量程壓力傳感器6的讀數(shù)為準，以此類推。退汞時反向動作，這樣壓力的測量可連續(xù)不間斷，使記錄的壓力數(shù)據(jù)均在傳感器量程的中間段(傳感器的中間段線性比兩端要好)，從而提高測量的準確性。
權(quán)利要求1.一種差壓法壓汞儀，利用差壓傳感器來測量微量汞體積，壓力傳感器串聯(lián)連接，階梯式測量，泵的增壓減壓、壓力的測量及平衡判斷、電磁閥的開關(guān)、數(shù)據(jù)處理均由計算機自動完成，其特征是巖心室、汞體積測量管、補汞杯三者間U型連通，兩兩之間的管線上裝有高壓閥，且?guī)r心室的位置高于測量管內(nèi)初始汞液面位置，補汞杯高度可調(diào)，巖心室頂部連接真空泵，汞體積測量管的下端連接差壓傳感器的高壓腔，其管線及高壓腔內(nèi)充滿汞；汞體積測量管的上端分三路分別接差壓傳感器的低壓腔、壓力計量單元和高壓柱塞泵，其管線及低壓腔內(nèi)充滿酒精，在高、中、低量程壓力傳感器之間裝有電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓法壓汞儀，其特征是巖心室的頂部位置與汞體積測量管內(nèi)初始汞面的位置之間的高度差等同于儀器使用時所在地的以汞柱高度表示的大氣壓的數(shù)值，該數(shù)值通過調(diào)節(jié)補汞杯的高度來調(diào)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的差壓法壓汞儀，其特征是壓力傳感器按量程順序串聯(lián)連接，壓力源接在量程最大的傳感器一端，傳感器與傳感器之間的電磁閥由計算機控制其通斷。
專利摘要本實用新型提供了一種差壓法壓汞儀。該儀器在結(jié)構(gòu)上利用重力差原理進行設(shè)計，其巖心室、汞體積測量管、補汞杯三者間U型連通，兩兩之間的管線上裝有高壓閥，且?guī)r心室的位置高于測量管內(nèi)初始汞液面位置，補汞杯的高度可調(diào)，巖心室頂部連接真空泵，汞體積測量管的下端連接差壓傳感器的高壓腔，其管線及高壓腔內(nèi)充滿汞；汞體積測量管的上端分三路分別接差壓傳感器的低壓腔、壓力計量單元和高壓柱塞泵，其管線及低壓腔內(nèi)充滿酒精，在高、中、低量程壓力傳感器之間裝有電磁閥。泵的增壓減壓、壓力的測量及平衡判斷、電磁閥的開關(guān)均由計算機自動完成，使試驗的工作過程全部在一個巖心室內(nèi)進行，保證了實驗過程的連續(xù)性和退汞曲線的完整性。
文檔編號G01N7/10GK2606349SQ0321620
公開日2004年3月10日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者邵東亮, 左光遠, 李曉東, 徐樹臣 申請人:石油大學(xué)(華東)石儀科技實業(yè)發(fā)展公司