本發(fā)明涉及油氣田開發(fā)技術領域，特別是涉及一種圓缺形截面可視滲流模擬裝置。

背景技術：

流體通過多孔介質的流動稱為滲流。多孔介質是指由固體骨架和相互連通的孔隙、裂縫或各種類型毛細管所組成的材料。滲流力學就是研究流體在多孔介質中運動規(guī)律的科學，是流體力學的一個重要分支。滲流力學的實驗研究方法包括小直徑巖樣驅替實驗、宏觀全巖心驅替實驗、核磁共振滲流實驗、現(xiàn)場原位實驗、填砂模型驅替實驗、微觀滲流實驗等。其中填砂模型驅替實驗可以克服空間難題，在實驗室內模擬幾米乃至幾十米長的流體滲流通道，通過達西定律研究流體的滲流機理。隨著研究手段的不斷深入，研究人員開始將微觀滲流實驗與填砂模型驅替實驗結合起來進行滲流機理研究，這就需要在常規(guī)的填砂模型驅替流程的管道上設置可視窗或可視管段進行觀察采集圖樣，以便了解流體之間的混相或多相流動規(guī)律。

現(xiàn)階段的可視管道流程從最開始的在流程出口端或中間部位開設可視窗逐漸發(fā)展成開設可視管段，而可視管段的長度有長有短，長的甚至出現(xiàn)了全程可視的長可視管裝置，滲流機理的研究手段越加廣泛。

現(xiàn)有的可視管道存在一些缺陷和不足，如下：

①現(xiàn)用于研究滲流機理的可視管段多采用360°圓周管道全可視或者在管道表面上開設可視窗，采集到的圖像是管道上的一個弧面。因此在管道內填砂，再將流體在管道內通過，觀察到的僅僅是管道內表面的流體滲流機理，并沒有觀察到管道內部的流體滲流機理。

②現(xiàn)有的可視管段或者可視窗結構一般耐溫耐壓性能不強，當溫度或壓力升高時，密封結構將會發(fā)生變形，嚴重的甚至使得可視管段或可視窗發(fā)生碎裂，無法模擬高溫高壓的地層條件。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種便于觀察流體內部滲流機理、耐高溫、耐高壓、密封效果好、結構簡單、成本低的圓缺形截面可視滲流模擬裝置。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，包括底座、開設在所述底座內的圓缺形管道、連接在所述底座上的蓋板，所述底座上開設有固定槽，所述固定槽內連接有透視塊，所述透視塊蓋設在所述圓缺形管道的缺口處，所述透視塊與所述固定槽的接觸間隙內依次套設有托環(huán)、密封圈、推環(huán)；所述底座上開設有取樣口，所述蓋板上開設有視窗，所述蓋板蓋設在所述透視塊上。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述底座與所述蓋板之間連接有墊片。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述底座上連接有溫度傳感器。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述底座上連接有壓力傳感器。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述壓力傳感器內設有濾芯。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述透視塊選用石英玻璃。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述透視塊設為長圓形結構。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述蓋板進行淬火處理。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述底座與所述蓋板通過連接螺釘固定。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，其中所述密封圈設為全氟醚密封圈。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置與現(xiàn)有技術不同之處在于：本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，底座內設有圓缺形管道，圓缺形管道上設有透視塊，透視塊封蓋在圓缺形管道上，通過透視塊能直接觀察圓缺形管道內的流體的流動狀態(tài)，觀察管道內平面流動狀態(tài)；

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置的優(yōu)點在于：

1、將圓缺形管道截面切割成圓缺形結構，透過石英玻璃的透視塊便可以觀察到內部流體的平面流動情況，而非管壁的弧面流動情況；

2、承壓能力高，透視塊和底座之間采用周邊密封形式，蓋板材料經(jīng)過淬火處理，同時蓋板與底座之間墊有墊片，最大程度地減少蓋板變形引起的石英玻璃變形而碎裂；

3、選材都是耐高溫、高壓材料，能夠進行高溫、高壓試驗；

4、安裝方便，安裝時先將透視塊輕放在底座的固定槽上，再依次放置托環(huán)+密封圈+推環(huán)的密封組合，最后放置墊片和蓋板，通過7組螺釘將蓋板和底座進行加緊密封。

下面結合附圖對本發(fā)明的圓缺形截面可視滲流模擬裝置作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置的整體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置中的圖1中a-a剖視結構示意圖；

圖3為本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置中的圖1中b-b剖視結構示意圖；

圖4為本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置的底座內部件爆炸結構示意圖。

附圖標注：1、溫度傳感器；2、底座；3、透視塊；4、托環(huán)；5、密封圈；6、推環(huán)；7、墊片；8、蓋板；9、視窗；10、取樣口；11、濾芯；12、壓力傳感器；13、流入管道；14、流出管道；15、圓缺形管道。

具體實施方式

結合圖1-圖3所示，本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，包括底座2、開設在底座2內的圓缺形管道15、連接在底座2上的蓋板8，底座2上開設有固定槽，固定槽內連接有透視塊3，將圓缺形管道15截面切割成圓缺形結構，透視塊3蓋設在圓缺形管道15的缺口處，透過透視塊3便可以觀察到內部流體的平面流動情況，而非管壁的弧面流動情況，解決了傳統(tǒng)的觀察管道弧形曲面處流體流動狀態(tài)的缺陷，能夠更直觀地觀察到管道內平面的流體流動狀態(tài)，使模擬結果更接近實際中流體流動狀態(tài)。

透視塊3與固定槽的接觸間隙內依次套設有托環(huán)4、密封圈5、推環(huán)6；透視塊3與底座2的密封方式采用周邊密封形式，在透視塊3的周邊套上托環(huán)4+密封圈5+推環(huán)6組合，結構簡單緊湊；托環(huán)4和推環(huán)6均選用聚四氟乙烯材料，聚四氟乙烯的化學穩(wěn)定性好，抗腐蝕，適用于多種流體，耐高溫、耐高壓能力強；密封圈5設為全氟醚密封圈，耐化學性、耐熱性好，均質性好、表面無滲透，提升密封性能。透視塊3選用石英玻璃材料，硬度大、可達莫氏七級，具有耐高溫、膨脹系數(shù)低、耐熱震性、化學穩(wěn)定性和電絕緣性能良好，尤其石英玻璃的光學性能非常優(yōu)異，便于觀察。透視塊3設為長圓形結構，長圓形結構的兩端為弧形曲面，便于對接縫處進行密封，透視塊3的長度大，便于觀察整個底座2內的流體的流動狀態(tài)。

底座2上開設有取樣口10，便于采集管路內流體，隨時對流體中的成分進行分析檢測，對應分析其流動狀態(tài)。蓋板8上開設有視窗9，蓋板8蓋設在透視塊3上，通過視窗9直接透過透視塊3觀察圓缺形管路內流體的流動狀態(tài)，方便觀察，還對透視塊3進行封閉隔離，防止外界環(huán)境干擾圓缺形管路內的流體。透視塊3上套設的密封件為聚四氟乙烯托環(huán)+全氟醚密封圈+聚四氟乙烯推環(huán)的組合，在150℃、45mpa高溫高壓環(huán)境內不會發(fā)生形狀改變。

底座2上連接有溫度傳感器1，底座2上連接有壓力傳感器12，實時觀測管道內流體的溫度和壓力，防止溫度或壓力過高而發(fā)生危險，同時檢測流體溫度和壓力，便于對流體的流動狀態(tài)進行統(tǒng)計分析。壓力傳感器12內設有濾芯11，濾芯11對管道內的流體進行過濾，防止管道內的填充物流向壓力傳感器12而污染壓力傳感器12，增長壓力傳感器12的使用壽命。

蓋板8進行淬火處理，使其硬度達到峰值，底座2與蓋板8之間連接有墊片7，最大程度地減少蓋板8變形引起的透視塊3變形或碎裂。

底座2與蓋板8通過連接螺釘固定，連接螺釘將蓋板8和底座2進行加壓密封，同時墊設墊片7，防止流體泄漏；底座2和蓋板8上共設有七組并排設置的連接螺釘，連接螺釘沿底座2和蓋板8的長度方向依次排列，連接螺釘?shù)慕M數(shù)不限于七組，可以根據(jù)儀器尺寸和耐壓要求進行調節(jié)；每組連接螺釘至少包括兩個，每組連接螺釘在底座2和蓋板8的寬度方向上并排設置。

底座2的兩端分別連接有流入管道13和流出管道14，流入管道13和流出管道14均與底座2焊接固定，焊接結構耐壓能力強、耐高溫能力好，結構穩(wěn)定，使用壽命長。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，使用前，在流入管道13、圓缺形管道15、流出管道14內均填充多孔介質，用于模擬地層多孔介質；試驗過程，向流入管道13內通入流體，流體流入圓缺形管道15，流體流動過程通過透視塊3便可以清晰觀察，觀察到的為圓缺形管道15的剖切平面的流體流動狀態(tài)，而非傳統(tǒng)的管壁弧面的流體流動狀態(tài)，明顯優(yōu)化的觀察效果，有利于獲得更好的模擬數(shù)據(jù)，提升試驗精度；最后，流體沿流出管道14流出儀器，完成試驗過程。

結合圖4所示，本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置，底座2內零部件安裝順序：

1、將流入管道13、流出管道14分別焊接在底座2的兩側，流入管道13和流出管道14均與圓缺形管路連通；將壓力傳感器12、溫度傳感器1均連接在底座2上；

2、將透視塊3輕放在底座2的固定槽上，再依次向透視塊3上套設托環(huán)4+密封圈5+推環(huán)6的密封組合，最后放置墊片7和蓋板8，通過7組螺釘將蓋板8和底座2進行加緊密封，

3、將裝置的其他管路連接起來組成整個實驗流程。

本發(fā)明圓缺形截面可視滲流模擬裝置的優(yōu)點在于：

1、將圓缺形管道15截面切割成圓缺形結構，透過石英玻璃的透視塊3便可以觀察到內部流體的平面流動情況，而非管壁的弧面流動情況；

2、承壓能力高，透視塊3和底座2之間采用周邊密封形式，蓋板8材料經(jīng)過淬火處理，同時蓋板8與底座2之間墊有墊片7，最大程度地減少蓋板8變形引起的石英玻璃變形而碎裂；

3、選材都是耐高溫、高壓材料，能夠進行高溫、高壓試驗；

4、安裝方便，安裝時先將透視塊3輕放在底座2的固定槽上，再依次放置托環(huán)4+密封圈5+推環(huán)6的密封組合，最后放置墊片7和蓋板8，通過7組螺釘將蓋板8和底座2進行加緊密封。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。