專利名稱：巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及油藏流體巖心驅(qū)替實驗技術(shù)領域，尤其是一種巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置。
背景技術(shù)：
在石油開發(fā)提高石油采收率科研實驗中，巖心驅(qū)替實驗是一項必不可少的基礎研究手段。該實驗物理模型包括:一維、二維、三維尺寸模型，其中一維模型包括I米長巖心和0.2cm長的短巖心；二維模型指微觀玻璃刻蝕模型；三維模型指50 X 50 X IOcm砂巖板模型。無論哪種物料模型，驅(qū)替流體的粘度數(shù)據(jù)對于分析粘度場、流度場都起著至關(guān)重要的作用。如果要獲得粘度數(shù)據(jù)，一般是采用理論計算的方法，通過大量取樣后轉(zhuǎn)移到粘度測量儀器中進行測量。首先，該計算方法存在很大的誤差，且計算中所涉及的參數(shù)較難獲得；其次，通常采用的落球粘度計測量實際獲取的樣品，但是該測量設備所需測量液體的量較大通常為10 20ml，在對物理模型內(nèi)流體取樣的同時也會對里面的滲流場產(chǎn)生干擾，給實驗結(jié)果帶來較大的誤差。因而，急需一種測試樣品少、在線的、耐高溫高壓的粘度測試裝置來彌補上述方法的不足
發(fā)明內(nèi)容
為了解決傳統(tǒng)粘度測量誤差大計算結(jié)果技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，該巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置采用玻璃毛細管進行取樣同時測量結(jié)果可以通過數(shù)據(jù)計算顯示單元快速的顯示，所以該測量裝置所需樣品少，可以實時、快速準確測量。在物理模型測試的過程可隨意對需測量粘度的監(jiān)測點進行粘度測量，可以保證模型內(nèi)部滲流場維持相對穩(wěn)定，為動態(tài)分析物理模型的粘度場提供了一種有效的技術(shù)手段。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，包括筒形的殼體和設置在殼體內(nèi)的玻璃毛細管，玻璃毛細管的一端與設置在殼體一端的端蓋固定連接，玻璃毛細管的另一端與設置在殼體另一端的固定隔板固定連接，所述玻璃毛細管的一端與用于采集液體樣品的入口管線連通，所述玻璃毛細管的另一端與用于排出液體樣品的出口管線連通，所述玻璃毛細管的一端連接有第一壓力傳感器，所述玻璃毛細管的另一端連接有第二壓力傳感器和質(zhì)量流量計，在殼體內(nèi)還設置有加熱裝置和溫度傳感器，溫度傳感器和加熱裝置與用于控制加熱裝置的溫度控制器連接，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、質(zhì)量流量計和溫度控制器均與數(shù)據(jù)處理顯示單元連接。殼體的內(nèi)徑等于玻璃毛細管的外徑，加熱裝置和溫度傳感器設置在殼體的側(cè)壁內(nèi)。設置在所述殼體一端的端蓋與殼體密封連接，設置在所述殼體另一端的固定隔板也與殼體密封連接。所述殼體一端設有用于密封連接玻璃毛細管和入口管線的筒形入口壓帽。
所述玻璃毛細管的一端設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體一端的端蓋與玻璃毛細管密封連接的環(huán)形密封墊片，所述玻璃毛細管的另一端也設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體另一端的固定隔板與玻璃毛細管密封連接的環(huán)形密封墊片。所述殼體另一端設有獨立的電氣安裝腔，并且電氣安裝腔通過設置在所述殼體另一端的固定隔板與殼體的內(nèi)部隔絕，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、質(zhì)量流量計、溫度控制器和數(shù)據(jù)處理顯示單元均設置在電氣安裝腔內(nèi)，所述玻璃毛細管的一端通過設置在殼體內(nèi)的測壓通道與第一壓力傳感器連接。測壓通道設置在殼體的側(cè)壁內(nèi)，測壓通道的內(nèi)徑為0.5mm 1.5mm。玻璃毛細管外套設有保護套，玻璃毛細管的外徑等于保護套的內(nèi)徑，殼體的內(nèi)徑等于保護套的外徑，加熱裝置和溫度傳感器設置在殼體的側(cè)壁內(nèi)。加熱裝置為均勻分布在玻璃毛細管周圍的多個加熱棒。殼體外設置有用于保持玻璃毛細管內(nèi)壓力的回壓裝置，出口管線與所述回壓裝置連接。本發(fā)明的有益效果是:
1.在線實時監(jiān)測、測量流體粘度，即時顯示測量結(jié)果；2.所需測試流體樣品少，對物理模型內(nèi)部滲流場干擾??；3.裝置小、操作簡便、攜帶方便，便于應用不同場合；4.可對地層油、凝析氣進行測量，且測量粘度范圍寬。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置進行詳細說明。圖1是本發(fā)明所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.殼體，2.玻璃毛細管，3.端蓋，4.入口管線，5.出口管線，6.第一壓力傳感器，7.第二壓力傳感器，8.質(zhì)量流量計，10.加熱裝置，11.溫度傳感器，12.溫度控制器，13.數(shù)據(jù)處理顯示單元，14.入口壓帽，15.封墊片，16.電氣安裝腔，17.測壓通道，18.保護套，19.固定隔板。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置進行詳細說明，所述巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置包括筒形的殼體I和設置在殼體I內(nèi)的玻璃毛細管2，玻璃毛細管2的一端與設置在殼體I 一端的端蓋3固定連接，玻璃毛細管2的另一端與設置在殼體I另一端的固定隔板19固定連接，所述玻璃毛細管2的一端與用于采集液體樣品的入口管線4連通，所述玻璃毛細管2的另一端與用于排出液體樣品的出口管線5連通，所述玻璃毛細管2的一端連接有第一壓力傳感器6，所述玻璃毛細管2的另一端連接有第二壓力傳感器7和質(zhì)量流量計8，在殼體I內(nèi)還設置有加熱裝置10和溫度傳感器11，溫度傳感器11和加熱裝置10與用于控制加熱裝置10的溫度控制器12連接，第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器7、質(zhì)量流量計8和溫度控制器12均與數(shù)據(jù)處理顯示單元13連接，如圖1所示。其中殼體I為鋼制殼體，入口管線4用于將該巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置與物理模型連接，即來自于物理模型的待測液體樣品經(jīng)過入口管線4進入玻璃毛細管2內(nèi)。端蓋3和固定隔板19用于緊固如玻璃毛細管2等內(nèi)部部件。溫度傳感器11用于探測殼體I內(nèi)的溫度，溫度控制器12能夠接收來自于溫度傳感器11的溫度信號并控制加熱裝置10的開關(guān)，使殼體I內(nèi)達到數(shù)據(jù)處理顯示單元13預設的溫度。第一壓力傳感器6和第二壓力傳感器7分別運用測量所述玻璃毛細管2 —端和所述玻璃毛細管2另一端的壓力值，即第一壓力傳感器6和第二壓力傳感器7分別運用測量所述玻璃毛細管2入口端與出口端的壓力值，質(zhì)量流量計8用于測量玻璃毛細管2中液體樣品的流量。數(shù)據(jù)計算顯示單元能夠根據(jù)第一壓力傳感器6第二壓力傳感器7測量的玻璃毛細管2兩端的壓力、質(zhì)量流量計8測量的流量、及殼體I內(nèi)的溫度最終獲得液體樣品的粘度數(shù)值并顯示。所以通過實現(xiàn)在線實時測量一維、二維、三維物理實驗模型的多個取樣點的液體粘度，可根據(jù)該值繪出粘度場分布，為分析流體運移提供一個有效的技術(shù)有段。為了使玻璃毛細管2在高溫高壓的狀態(tài)下承壓，提高玻璃毛細管2的使用壽命，殼體I的內(nèi)徑等于玻璃毛細管2的外徑，即殼體I緊套在玻璃毛細管2外，加熱裝置10和溫度傳感器11設置在殼體I的側(cè)壁內(nèi)。為了少量并準確的測量液體的粘度，玻璃毛細管2的內(nèi)徑為0.16mm,壁厚為0.5cm,長度為0.15m。設置在所述殼體I 一端的端蓋3與殼體I密封連接，設置在所述殼體I另一端的固定隔板19也與殼體I密封連接。這樣可以 減少外界對殼體I內(nèi)玻璃毛細管2的影響，提高測量精度。所述殼體I 一端設有用于密封連接玻璃毛細管2和入口管線4的筒形入口壓帽14，入口壓帽14類似于與中心設有通孔的瓶塞，可以提高玻璃毛細管2和入口管線4之間的密封性。為了保證所述玻璃毛細管2與端蓋3和固定隔板19之間的密封，所述玻璃毛細管2的一端設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體I一端的端蓋3與玻璃毛細管2密封連接的環(huán)形密封墊片15，所述玻璃毛細管2的另一端也設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體I另一端的固定隔板19與玻璃毛細管2密封連接的環(huán)形密封墊片15。如圖1所示，所述殼體I另一端設有獨立的電氣安裝腔16，并且電氣安裝腔16通過設置在所述殼體I另一端的固定隔板19與殼體I的內(nèi)部隔絕，第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器7、質(zhì)量流量計8、溫度控制器12和數(shù)據(jù)處理顯示單元13均設置在電氣安裝腔16內(nèi)，所述玻璃毛細管2的一端通過設置在殼體I內(nèi)的測壓通道17與第一壓力傳感器6連接。第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器7、質(zhì)量流量計8、溫度控制器12和數(shù)據(jù)處理顯示單元13均設置在電氣安裝腔16內(nèi)，而玻璃毛細管2、加熱裝置10和溫度傳感器11均不設在電氣安裝腔16內(nèi)，機械部件與傳感器分別安裝在不同的獨立艙室內(nèi)，這樣設計的優(yōu)點是便于將精密的傳感器元件集中安裝在電氣安裝腔16內(nèi)可以使傳感器更換和維修更加方便，如質(zhì)量流量計8損壞，只需要打開電氣安裝腔16對質(zhì)量流量計8進行更換即可，而不用將這個設備都拆開；同時這樣的設計還可以減小殼體I內(nèi)高溫環(huán)境對傳感器和數(shù)據(jù)處理顯示單元13的影響，延長設備的使用壽命，提高設備的測量精度。測壓通道17的內(nèi)徑較小，所以壓力損失也很小，所以對測量精度的影響也很小，如測壓通道17設置在殼體I的側(cè)壁內(nèi)，測壓通道17的內(nèi)徑為0.5mm 1.5mm,優(yōu)選Imm,測壓通道17為開設在殼體I側(cè)壁中的通道。另外，為了保護玻璃毛細管2，玻璃毛細管2外套設有PEEK保護套18，殼體I的內(nèi)徑等于保護套18的外徑，且保護套18的內(nèi)徑等于玻璃毛細管2的外徑，即殼體1、保護套18和玻璃毛細管2從外向內(nèi)依次套接，并且加熱裝置10和溫度傳感器11設置在殼體I的側(cè)壁內(nèi)。加熱裝置10為均勻分布在玻璃毛細管2周圍的多個加熱棒。殼體I外設置有用于保持玻璃毛細管2內(nèi)壓力為待測壓力值的回壓裝置，出口管線5與所述回壓裝置連接。下面介紹本發(fā)明所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置測量液體粘度的流程。1、將入口管線4與實驗物理模型連接；2、將出口管線5與回壓裝置連接，并設定待測液體樣品粘度的壓力值P ;3、設定該巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置的溫度為實驗物理模型的溫度；4、使物理模型內(nèi)不同位置的液體樣品通過入口管線 4進入該巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，直至回壓裝置的出口見到液體樣品流出，待流量穩(wěn)定后開始測量；5、數(shù)據(jù)處理顯示單元13根據(jù)下述粘度計算公式實計算并顯示當前液體樣品的粘度值，通常測量結(jié)果為三次取平均值。粘度算公式:
權(quán)利要求
1.一種巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，所述巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置包括筒形的殼體(I)和設置在殼體(I)內(nèi)的玻璃毛細管(2)，玻璃毛細管(2)的一端與設置在殼體(I) 一端的端蓋(3)固定連接，玻璃毛細管(2)的另一端與設置在殼體(I)另一端的固定隔板(19)固定連接，所述玻璃毛細管(2)的一端與用于采集液體樣品的入口管線(4)連通，所述玻璃毛細管(2)的另一端與用于排出液體樣品的出口管線(5)連通，所述玻璃毛細管(2)的一端連接有第一壓力傳感器(6)，所述玻璃毛細管(2)的另一端連接有第二壓力傳感器(7)和質(zhì)量流量計(8)，在殼體(I)內(nèi)還設置有加熱裝置(10 )和溫度傳感器(11)，溫度傳感器(11)和加熱裝置(10 )與用于控制加熱裝置(10)的溫度控制器(12)連接，第一壓力傳感器(6)、第二壓力傳感器(7)、質(zhì)量流量計(8)和溫度控制器(12)均與數(shù)據(jù)處理顯示單元(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，殼體(I)的內(nèi)徑等于玻璃毛細管(2)的外徑，加熱裝置(10)和溫度傳感器(11)設置在殼體(I)的側(cè)壁內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，設置在所述殼體 (I) 一端的端蓋(3)與殼體(I)密封連接，設置在所述殼體(I)另一端的固定隔板(19)也與殼體(I)密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，所述殼體(I) 一端設有用于密封連接玻璃毛細管(2)和入口管線(4)的筒形入口壓帽(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，所述玻璃毛細管(2 )的一端設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體(I) 一端的端蓋(3 )與玻璃毛細管(2)密封連接的環(huán)形密封墊片(15)，所述玻璃毛細管(2)的另一端也設有能夠?qū)⒃O置在所述殼體(I)另一端的固定隔板(19)與玻璃毛細管(2)密封連接的環(huán)形密封墊片(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，所述殼體(I)另一端設有獨立的電氣安裝腔(16)，并且電氣安裝腔(16)通過設置在所述殼體(I)另一端的固定隔板(19)與殼體(I)的內(nèi)部隔絕，第一壓力傳感器(6)、第二壓力傳感器(7)、質(zhì)量流量計(8)、溫度控制器(12)和數(shù)據(jù)處理顯示單元(13)均設置在電氣安裝腔(16 )內(nèi)，所述玻璃毛細管(2 )的一端通過設置在殼體(I)內(nèi)的測壓通道(17 )與第一壓力傳感器(6)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，測壓通道(17)設置在殼體(I)的側(cè)壁內(nèi)，測壓通道(17)的內(nèi)徑為0.5mm 1.5mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，玻璃毛細管(2)外套設有保護套(18)，玻璃毛細管(2)的外徑等于保護套(18)的內(nèi)徑，殼體(I)的內(nèi)徑等于保護套(18)的外徑，加熱裝置(10)和溫度傳感器(11)設置在殼體(I)的側(cè)壁內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，加熱裝置(10)為均勻分布在玻璃毛細管(2)周圍的多個加熱棒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，其特征在于，殼體(I)外設置有用于保持玻璃毛細管(2)內(nèi)壓力的回壓裝置，出口管線(5)與所述回壓裝置連接 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置，包括筒形的殼體(1)和設置在殼體(1)內(nèi)的玻璃毛細管(2)，所述玻璃毛細管(2)的一端連接有第一壓力傳感器(6)，所述玻璃毛細管(2)的另一端連接有第二壓力傳感器(7)和質(zhì)量流量計(8)。該巖心驅(qū)替實驗用在線高溫高壓粘度快速測量裝置采用玻璃毛細管進行取樣，同時測量結(jié)果可以通過數(shù)據(jù)計算顯示單元快速的顯示，所以該測量裝置所需樣品少，可以實時、快速準確測量。在物理模型測試的過程可隨意對需測量粘度的監(jiān)測點進行粘度測量，可以保證模型內(nèi)部滲流場維持相對穩(wěn)定，為動態(tài)分析物理模型的粘度場提供了一種有效的技術(shù)手段。
文檔編號G01N11/08GK103226086SQ201310112509
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者張可, 馬德勝, 秦積舜, 李實 , 陳興隆, 李宏偉, 程亮, 周平, 楊紅剛, 李軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司