巖心夾持器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型主要涉及巖心滲透率及其基本參數(shù)的測量裝置，該裝置屬于一種可模擬地層高溫高壓條件的巖心夾持器。
【背景技術(shù)】
[0002]在對巖心進行油水驅(qū)替實驗和測量巖心滲透率等實驗中，巖心夾持器是常用的關(guān)鍵設(shè)備?，F(xiàn)有的巖心夾持器由夾持器筒體、端蓋、堵頭組成。使用時，將加熱后的巖心放入夾持器筒體的內(nèi)腔，連接左右端蓋，固定左右堵頭，夾持器筒體、左右端蓋和左右堵頭形成一個封閉的空腔，加入環(huán)壓液，排出環(huán)壓腔中氣泡，使圍壓達到一定的值時，即可進行油水驅(qū)替實驗和測量巖心滲透率試驗。
[0003]目前，隨著油氣藏開發(fā)的不斷深入，巖心物性研究越來越成為人們關(guān)注的對象，而地下巖石具有不同的滲透率等巖心參數(shù)，為研究在不同溫度下巖石的滲透性等巖心參數(shù)，目前測量巖心滲透率及其基本參數(shù)的方式主要分為三種；(1)將巖心放入巖心夾持器中，一并置于烘箱中，用烘箱中的熱氣體對巖心進行加熱，在烘箱外進行數(shù)據(jù)讀取。該種形式的巖心夾持器對巖心不能直接進行加熱，使得對于巖心的溫度把握不準確，同時該加熱過程緩慢，加熱時間長，效率低，耗能大，加大了實驗成本，還不能得到精確的實驗結(jié)果。(2)將巖心放入巖心夾持器中，在巖心夾持器外圍包裹一層加熱套，用加熱絲對巖心進行加熱，從而得出實驗數(shù)據(jù)。該種巖心夾持器雖然可以直接對巖心加熱，但加熱絲對巖心加熱時，巖心受熱不均勻，容易破壞巖心，造成巖心中所含硫酸鹽礦物的結(jié)晶水揮發(fā)，如石膏等，對實驗結(jié)果產(chǎn)生極大的影響。(3)將巖心放入巖心夾持器中，在巖心夾持器的環(huán)壓腔內(nèi)加入高溫的環(huán)壓液，使其對巖心進行加熱，從而得出實驗數(shù)據(jù)。該種巖心夾持器雖然可對巖心直接進行加熱，也可避免巖心受熱不均的現(xiàn)象，但該種巖心夾持器對巖心溫度的控制不精確，不能很好地把握巖心的真實溫度，從而對實驗結(jié)果造成一定的影響。綜上所述，目前的巖心夾持器在實驗測量過程中都有一定的缺陷及其局限性，不能作為測量巖心基本參數(shù)的優(yōu)選裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為克服現(xiàn)有溫度壓力條件下巖心滲透率測定所用夾持器的不足，本實用新型的目的在于提供一種真實模擬地底巖心環(huán)境，易對巖心進行加熱、易于改變巖心溫度，時刻掌控巖心實際溫度、實現(xiàn)溫度穩(wěn)定控制，高效率的巖心夾持器，同時該巖心夾持器能實現(xiàn)最高溫度150°C，最大壓力50MPa下的滲透率，地層因素，聲波，氣驅(qū)法或半滲隔板法測飽和度指數(shù)以及多相流驅(qū)替等各項巖石物理參數(shù)的實驗分析測量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為:一種巖心夾持器，主要包括夾持器筒體10、左端蓋4、右端蓋12、左堵頭5、右堵頭13，左止動堵頭21，右止動堵頭17，頂桿1，壓緊弓2，膠筒7，保溫層19，點式熱電偶9，圈型熱電偶14，壓力傳感器(16)等。夾持器筒體外圍包裹一層保溫層19，用于維持熱流體環(huán)壓液的溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)，將膠筒7放于夾持器筒體10的內(nèi)部，并用左止動堵頭21和右止動堵頭17將膠筒7進行密封，固定于夾持器內(nèi)部，這保證了在實驗過程中給巖心18提供了一個密閉的空間。左止動堵頭21和右止動堵頭17外圍均有兩個圓環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)用于安置密封圈11，以保證環(huán)壓液的密閉空間，夾持器筒體10左右兩端分別與左端蓋4和右端蓋12螺紋連接，左端蓋4和右端蓋12均設(shè)有中心通孔，左堵頭5和右堵頭15的桿部分別穿過左端蓋4和右端蓋12的中心通孔伸入到夾持器筒體10的內(nèi)腔，所述左端蓋4和右端蓋12上用于裝卸工具夾持的部位的截面為四邊形。在左端蓋4的左部設(shè)有一對相對的凹槽，壓緊弓2的兩端插入左端蓋4左端的凹槽勾住左端蓋4，頂桿1穿過壓緊弓2中部的螺紋孔頂住左堵頭5。此外，所述夾持器筒體10上設(shè)置有排氣口 8和環(huán)壓液進口 20，分別用于排出環(huán)壓腔6內(nèi)的氣體和加入環(huán)壓液，達到給巖心18加熱和加圍壓的目的。同時所述巖心夾持器筒體10上還設(shè)置有用于安置點式熱電偶9的通孔，用于測量環(huán)壓液的溫度。所述右堵頭14中除了設(shè)置有排氣閥13的通孔，還設(shè)置有放置圈型熱電偶14的通孔，用于測量巖心18的實際溫度，從而找出巖心溫度與環(huán)壓液溫度之間的關(guān)系，為今后的實驗提供可靠的參數(shù)，對后續(xù)實驗具有一定的指導作用。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型巖心夾持器的正剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0007]圖中，1-頂桿，2-壓緊弓，3-進氣閥，4-左端蓋，5-左堵頭，6_環(huán)壓腔，7_膠筒，8-排氣口，9-點式熱電偶，10-筒體，11-密封圈，12-右端蓋，13-排氣閥，14-圈型熱電偶，15-右堵頭，16-壓力傳感器，17-右止動堵頭，18-巖心，19-保溫層，20-環(huán)壓液進口，21-左止動堵頭。
[0008]圖2是本實用新型巖心夾持器中部的側(cè)剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0009]圖中，6_環(huán)壓腔，7- Jj父筒，10-筒體，18-巖心，19-保溫層。
[0010]圖3是本實用新型巖心夾持器中圈型熱電偶在實驗時與巖心接觸的結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖中，18-巖心，14-圈型熱電偶。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型的一種實施方式作進一步說明:
[0013]如圖1所示，本實用新型主要包括夾持器筒體10、左端蓋4、右端蓋12、左堵頭5、右堵頭15，左止動堵頭21，右止動堵頭17，頂桿1，壓緊弓2，膠筒7，保溫層19，點式熱電偶9，圈型熱電偶14，壓力傳感器16。
[0014]本實用新型巖心夾持器的工作過程為:
[0015]夾持器筒體外圍包裹一層保溫層18，使得環(huán)壓液溫度在實驗過程中穩(wěn)定，將膠筒7放于夾持器筒體10的內(nèi)部，并用左止動堵頭21和右止動堵頭17將膠筒7進行密封，固定于夾持器內(nèi)部，這保證了在實驗過程中給巖心18提供了一個密閉的空間。左止動堵頭21和右止動堵頭17外圍均有兩個圓環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)用于安置密封圈11，使環(huán)壓液不流出環(huán)壓腔，保證圍壓的穩(wěn)定，夾持器筒體10的左右兩端設(shè)有的外螺紋分別與左端蓋4和右端蓋12的內(nèi)螺紋連接。將待測巖心18放入夾持器筒體10的內(nèi)腔中，將右堵頭15穿過右端蓋12的中心通孔伸入到夾持器筒體10的內(nèi)腔，通過右堵頭15上的擋翅與右端蓋12固定，左堵頭5穿過左端蓋4中心通孔伸入到夾持器筒體10的內(nèi)腔夾持器筒體10，并調(diào)節(jié)左堵頭5，使得左堵頭5和右堵頭15均與巖心18兩端緊貼。壓緊弓2的兩端插入左端蓋4左端的凹槽勾住左端蓋4，頂桿1穿過壓緊弓2中部的螺紋孔頂住左堵頭5。打開排氣閥13和環(huán)壓液進口 20，讓加熱后的環(huán)壓液聚全氟異丙醚從環(huán)壓液進口 20流入，填滿環(huán)壓腔6后，關(guān)閉排氣閥13，繼續(xù)加入環(huán)壓液給巖心18外包裹的膠筒10施加圍壓。同時環(huán)壓液通過膠筒10給巖心18進行加熱。通過右堵頭15上設(shè)置的圈型熱電偶14觀察巖心18的溫度變化，通過右堵頭15上設(shè)置的壓力傳感器16觀察巖心18的軸向壓力變化，當巖心18溫度穩(wěn)定后，將左堵頭5上的進氣口 3連接到相應(yīng)進氣裝置，將右堵頭15上的排氣閥13連接到相應(yīng)的排氣裝置，進行試驗。在實驗過程中，觀察環(huán)壓液的溫度和巖心18的溫度，并進行記錄。做完該溫度下的試驗后，打開環(huán)壓液進口 20和排氣口 8，在排氣口處加一定的壓力將環(huán)壓液從環(huán)壓液進口 20排出。重新從環(huán)壓液進口 20加入溫度更高的環(huán)壓液，重復上面的步驟，進行試驗。此時可得到巖心18溫度增加后的一些實驗參數(shù)。同時快速完成改變巖心18溫度后的實驗，使得實驗效率極大地提高。同時，通過實驗得出的數(shù)據(jù)找出環(huán)壓液溫度與巖心溫度之間的關(guān)系，今后測定具體溫度下巖心的相關(guān)參數(shù)時，可直接通過環(huán)壓液的溫度來確定巖心溫度，快速高效率的實現(xiàn)實驗要求。
【主權(quán)項】
1.一種巖心夾持器，主要包括夾持器筒體(10)、左端蓋(4)、右端蓋(12)、左堵頭(5)、右堵頭(15)，左止動堵頭(21)，右止動堵頭(17)，頂桿(1)，壓緊弓(2)，膠筒(7)，保溫層(19)，點式熱電偶(9)，圈型熱電偶(14)和壓力傳感器(16)，夾持器筒體外圍包裹一層保溫層(19)，左止動堵頭(21)和右止動堵頭(17)外圍均有兩個圓環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)用于安置密封圈(11)，夾持器筒體(10)左右兩端分別與左端蓋(4)和右端蓋(12)用螺紋連接，在左端蓋(4)的左部設(shè)有一對相對的凹槽，壓緊弓(2)的兩端插入左端蓋(4)左端的凹槽勾住左端蓋(4)，頂桿(1)穿過壓緊弓(2)中部的螺紋孔頂住左堵頭(5);其特征在于:所述夾持器筒體(10)上除設(shè)置有排氣口(8)和環(huán)壓液進口(20)，還設(shè)有用于安置點式熱電偶(9)的通孔，所述右堵頭(15)中除了設(shè)置有排氣閥(13)的通孔，還設(shè)置有放置圈型熱電偶(14)和壓力傳感器(16)的通孔。2.如權(quán)利要求1所述的巖心夾持器，其特征在于:所述夾持器筒體(10)和右堵頭(15)上分別設(shè)置有點式熱電偶(9)，圈型熱電偶(14)和壓力傳感器(16)，其分別用于測量環(huán)壓液的溫度，待測巖心(18)的溫度和待測巖心(18)的軸向壓力，并且從實驗中可以得出環(huán)壓液溫度與巖心溫度之間的關(guān)系，為后續(xù)實驗提供可靠的參數(shù)。3.如權(quán)利要求1所述的巖心夾持器，其特征在于:采用加熱后的聚全氟異丙醚作為環(huán)壓液在夾持器中的循環(huán)流動來實現(xiàn)對待測巖心(18)的加熱和保持待測巖心(18)的高壓狀??τ ο4.如權(quán)利要求1所述的巖心夾持器，其特征在于:所述膠筒(7)采用防高溫高壓且傳熱性能較好的銅套。5.如權(quán)利要求1所述的巖心夾持器，其特征在于:所述保溫層(19)使用耐高溫且保溫性能良好的SD-02耐高溫聚氨酯泡沫保溫材料。
【專利摘要】本實用新型涉及一種巖心夾持器，能夠模擬深層油藏的壓力和溫度，可在模擬地層條件下對巖心進行油水驅(qū)替實驗和測量巖心滲透率實驗。該巖心夾持器是對現(xiàn)有巖心夾持器所做的改進，主要包括夾持器筒體、左右端蓋、左右堵頭，頂桿，壓緊弓，膠筒，保溫層和熱電偶。其特征在于在夾持器筒體外圍包裹一層保溫層，夾持器筒體上部和右堵頭上分別設(shè)置有點式熱電偶和圈式熱電偶，分別用于測量環(huán)壓液體的溫度，巖心的溫度，使用圈型熱電偶測量巖心的溫度，可以得到精準的巖心溫度。相對于現(xiàn)有技術(shù)，該夾持器適用于高溫高壓下巖心的直接測量，能實現(xiàn)最高溫度150℃，最大壓力50MPa下的滲透率，地層因素，聲波，氣驅(qū)法或半滲隔板法測飽和度指數(shù)以及多相流驅(qū)替等各項巖石物理參數(shù)的實驗分析測量，具有測量時間快，效率高，占用空間小的優(yōu)勢。此外本實用新型對環(huán)壓流體的溫度及壓力進行實時地跟蹤補償，保證了巖心模擬地層條件的可靠性,確保實驗結(jié)果的科學性，準確性。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN205049454
【申請?zhí)枴緾N201520722541
【發(fā)明人】朱文鋒, 彭勇, 司江偉, 吳昊, 朱文輝, 晏梓洋, 陳余
【申請人】西南石油大學
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年9月17日