可持续注液的多功能注入系统的制作方法

本实用新型涉及油田化学岩心物理模拟实验技术领域，尤指一种可持续注液的多功能注入系统。

背景技术：

目前油田化学提高石油采收率岩心物理模拟实验领域主要使用注入泵提供动力，驱动活塞型中间容器进而提供驱替液体，活塞中间容器可以制成200ml、500ml、1000ml等多种规格，对于进行高渗透油藏大尺度岩心物理模拟实验时，注入的液体量过大，传统物理模拟实验采用的方法为：(1)采用大容量的活塞容器，存在的问题是其重量过重，给实验操作人员带来很大的麻烦。(2)关闭注入系统，进行人工补液，然后进行注入实验。这样中间停泵过程容易导致气泡进入驱替装置，以及注入泵重新恢复压力后，岩心中油水分布发生变化等原因，会导致实验结果的不准确。

传统注入系统是通过读取注入泵注入动力液体的量，等同于注入量，这样不够直观，并受控于注入泵的计量精度，而且由于需要排管线中的空气等气体原因导致计量不够准确。对于聚合物微球类，柔性颗粒类等非均相体系，用传统的中间容器，颗粒型调驱剂由于重力作用，容易沉入容器的底部，由此给实验操作人员带来很大的麻烦，并且会导致实验结果的不准确。实验中应该采用边注入，边搅拌方式。同时可以通过控制搅拌频率，达到研究剪切性能对于注入、封堵、调驱等性能的影响的目的。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供一种可持续注液的多功能注入系统，所述系统包括注入泵及两个通过管线连接的搅拌组件，两个搅拌组件对称位于所述注入泵两侧，并通过管线与所述注入泵连接；

所述搅拌组件包括注液阀，放空阀，顶端与所述注液阀及所述放空阀通过管线连接的搅拌中间容器，与所述搅拌中间容器底端通过管线连接的抽空阀及气压阀，与所述抽空阀及所述气压阀通过管线连接的出液阀及补液阀；

两个搅拌组件各自顶端的注液阀通过管线连接，以及两个搅拌组件各自底端的出液阀通过管线连接，两出液阀之间设置有搅拌出口，所述注入泵设置于两注液阀之间。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述系统还包括软件控制模块，与所述注液阀、放空阀、抽空阀、气压阀、出液阀及补液阀电连接，控制所述注液阀、放空阀、抽空阀、气压阀、出液阀及补液阀的打开与关闭。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述搅拌中间容器包括直立的筒形壳体，筒形壳体内套设有活塞，筒形壳体内被活塞分为相互独立的上空腔和下空腔，筒形壳体的上端设有上堵头，筒形壳体外设有位移传感器，位移传感器依次通过外置连杆和位移杆与活塞连接，位移杆穿过上堵头，所述下空腔内设有搅拌桨，筒形壳体的下端外设有搅拌电机，搅拌桨通过传动机构与搅拌电机连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述搅拌中间容器还包括控制单元和显示单元，所述显示单元和所述位移传感器均与所述控制单元连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外置连杆呈水平状态，所述位移杆呈直立状态，所述位移传感器能够通过所述外置连杆和所述位移杆测量活塞的位移。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述上堵头上设有注液口，液体能够通过注液口进入筒形壳体的上空腔内。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述筒形壳体的下部设有出液口，所述筒形壳体的下空腔内的液体能够出液口排出，搅拌桨位于所述下空腔的下部。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述搅拌中间容器还包括机箱，所述筒形壳体与机箱上下设置，搅拌电机位于筒形壳体内。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述筒形壳体与机箱之间设有筒形底座，所述筒形壳体的下端插接于筒形底座的上端内。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述传动机构含有外磁套组件和内磁套组件，搅拌电机、外磁套组件、内磁套组件和搅拌桨依次连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述外磁套组件含有内外套设的外磁体和外壳体，内磁套组件含有从内向外依次套设的内磁体、搅拌杆和内壳体，搅拌杆与搅拌桨连接，内壳体为一端封闭另一端开放的筒形结构，内壳体的开放端与筒形底座密封固定连接，内壳体套设于外磁体内，外壳体与搅拌电机的输出轴连接。

可选的，在本实用新型一实施例中，所述筒形壳体为圆筒形，所述筒形壳体的材质为1cr18ni9ti。

本实用新型具有夜间无需关闭注入系统、提高岩心驱替实验的工作效率的优点，可以实验没有人工看守的情况下，无间断注入，并自动计量注入量的功能，具有省人力、智能化的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种可持续注液的多功能注入系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中搅拌中间容器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中搅拌中间容器的外磁套组件的剖视图；

图4为本实用新型实施例中搅拌中间容器的内磁套组件的剖视图；

图5为本实用新型实施例中搅拌中间容器的传动机构的示意图；

图6为本实用新型实施例中搅拌中间容器的外磁体与内磁体的配合示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种可持续注液的多功能注入系统。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示本实用新型实施例一种可持续注液的多功能注入系统结构示意图，图中所示系统包括：

注入泵及两个通过管线连接的搅拌组件，两个搅拌组件对称位于所述注入泵两侧，并通过管线与所述注入泵连接；

所述搅拌组件包括注液阀1、7，放空阀2、8，顶端与注液阀及放空阀通过管线连接的搅拌中间容器a、b，与所述搅拌中间容器底端通过管线连接的抽空阀3、9及气压阀4、10，与所述抽空阀及所述气压阀通过管线连接的出液阀5、11及补液阀6、12；

两个搅拌组件各自顶端的注液阀1、7通过管线连接，以及两个搅拌组件各自底端的出液阀5、11通过管线连接，两出液阀之间设置有搅拌出口，所述注入泵设置于两注液阀之间。

在本实施例中，两个搅拌搅拌组件及相连接阀门管线组成。整个系统左右对称，其中两个搅拌组件相同。

作为本实用新型实用新型的一个实施例，系统还包括相应的软件控制模块，与注液阀1、7，放空阀2、8，抽空阀3、9，气压阀4、10，出液阀5、11及补液阀6、12相连接，以便控制注液阀、放空阀、抽空阀、气压阀、出液阀及补液阀的打开与关闭。

在本实用新型实用新型一具体实施例中，两个搅拌组件初始状态活塞都借助于气压阀4、10，放空阀2、8让其位于搅拌中间容器顶端，再打开抽空阀3、9分别对两个活塞下部腔体进行抽真空处理，打开补液阀6、12，在负压作用下驱替液自动倒吸至中间容器中，打开搅拌开关，两容器同时搅拌，，启动软件控制模块，注入泵开始工作，同时搅拌中间容器a开始工作，软件控制模块控制打开注液阀1和出液阀5，为使两个搅拌器交替使用时注入压力不变，注液阀7同时打开。

当搅拌器容器a驱出95％体积的液体时，软件控制模块控制打开出液阀11，延时3秒后关闭出液阀5和注液阀1，搅拌中间容器b接替搅拌中间容器a工作，此时搅拌中间容器a上放空阀2打开，随之气压阀4也打开，在空气动力作用下，活塞上移，通过放空阀2将容器上端的动力液排到储水罐内。

当搅拌器容器a活塞到顶时，软件控制模块关闭气压阀4和放空阀2，打开抽空阀3，对搅拌器容器a下端腔体抽真空，然后再依次关闭抽空阀3，打开补液阀6，驱替液在负压状态下被倒吸进搅拌中间容器a下端，最后关闭补液阀6，完成对容器a驱替液体的自动补液过程。打开注液阀1。

当搅拌中间容器b驱出95％体积的液体时，自动打开出液阀5，延时3秒后关闭出液阀11和注液阀7，搅拌中间容器a接替搅拌中间容器b工作。两个搅拌中间容器交替工作，达到无人值守，连续不断工作的目的。

注入量数据的录取：当搅拌中间容器a的活塞下降时，其位移传感器开始计量位移，通过信号传递到计算机，记录为l1，上行时，不进行录取数据。搅拌中间容器b的活塞下降时，其位移传感器开始计量位移，记录为l2。同样，搅拌中间容器a活塞再下降时，记录为l3。同样周而复始，直到注入停止，总位移l＝l1+l2+l3+……，总注入量为q＝l*πr²，其中，r为搅拌中间容器内半径。

作为本实用新型一实施例，如图2所示为本实用新型实施例中搅拌中间容器a的结构示意图，包括直立的筒形壳体a6，筒形壳体a6内套设有活塞a10，活塞a10能够上下移动，筒形壳体a6内被活塞a10分为相互独立的上空腔和下空腔，筒形壳体a6的上端设有上堵头a8，筒形壳体a6外设有位移传感器a12，位移传感器a12依次通过连杆a13和位移杆a7与活塞a10连接，位移杆a7穿过上堵头a8，所述下空腔内设有搅拌桨a5，筒形壳体a6的下端外设有搅拌电机a2，搅拌桨a5通过传动机构与搅拌电机a2连接。

在本实施例中，搅拌中间容器a还包括控制单元和显示单元，该显示单元和位移传感器a12和均与该控制单元连接。位移传感器a12能够测量得到活塞a10的位移并将活塞a10的位移发送给该控制单元，该控制单元可以根据活塞a10的位移和筒形壳体a6的内径计算出该搅拌中间容器a排出液体的体积，该显示单元可以实时显示该排出液体的体积。

在本实施例中，连杆a13呈水平状态，连杆a13位于筒形壳体a6外，连杆a13的左端与位移传感器a12连接，连杆a13的右端与位移杆a7的上端连接，位移杆a7呈直立状态，位移杆a7的下端与活塞a10连接固定，位移杆a7的轴线与筒形壳体a6的轴线重合，位移传感器a12能够通过连杆a13和位移杆a7测量活塞a10的位移。

在本实施例中，上堵头a8上设有注液口a9，注液口a9与注液阀1及放空阀2通过管线连接，注液口a9与筒形壳体a6的上空腔连通，筒形壳体a6外的液体能够通过注液口a9被注入至筒形壳体a6的上空腔内。筒形壳体a6的下部设有出液口a11，出液口a11与抽空阀3及气压阀4通过管线连接，出液口a11与筒形壳体a6的下空腔连通，筒形壳体a6的下空腔内的液体能够出液口a11排出，搅拌桨a5位于所述下空腔的下部。

在本实施例中，搅拌中间容器a还包括机箱a1，筒形壳体a6与机箱a1上下设置，搅拌电机a2位于筒形壳体a6内，搅拌电机a2位于筒形壳体a6的下方。筒形壳体a6与机箱a1之间设有筒形底座a14，筒形壳体a6的下端插接于筒形底座a14的上端内，筒形底座a14与机箱a1连接固定，搅拌电机a2与机箱a1连接固定，如图2所示。

在本实施例中，为了保证筒形壳体a6的下空腔的密封性，传动机构含有外磁套组件a3和内磁套组件a4，搅拌电机a2、外磁套组件a3、内磁套组件a4和搅拌桨a5从下向上依次连接。外磁套组件a3含有内外固定套设的外磁体a33和外壳体a31，内磁套组件a4含有从内向外依次套设的内磁体a41、搅拌杆a42和内壳体a43，内磁体a41和搅拌杆a42固定连接，搅拌杆a42的上端与搅拌桨a5连接，内壳体a43为下端封闭上端开放的筒形结构，内壳体a43的开放端与筒形底座a14密封固定连接，内壳体a43套设于外磁体a33内，外壳体a31与搅拌电机a2的输出轴连接，如图3至图5所示。外壳体a31内可以设有平面轴承a32，内壳体a43与外壳体a31通过平面轴承a32连接。

其中，外磁体a33的轴线、外壳体a31的轴线、内磁体a41的轴线、搅拌杆a42的轴线和内壳体a43的轴线均与筒形壳体a6的轴线重合，外磁体a33套设于内磁体a41外，外磁体a33含有沿周排列的多个外磁铁条，内磁体a41含有沿周排列的多个内磁铁条，外磁体a33的外磁铁条与对应的内磁体a41的内磁铁条的极性相反，因而可以相互吸引，如图6所示。这样外磁体a33以筒形壳体a6的轴线为轴转动时可以带动内磁体a41也以筒形壳体a6的轴线为轴转动。

另外，活塞a10与筒形壳体a6密封连接，筒形壳体a6的上端与上堵头a8密封连接固定，筒形壳体a6的下端与筒形底座a14的上端密封连接固定，筒形底座a14与机箱a1连固定，筒形底座a14的下端与内壳体a43的上端密封连接固定。

在本实施例中，筒形壳体a6为圆筒形，筒形壳体a6的材质为1cr18ni9ti。筒形壳体a6具有体积轻，耐腐蚀耐压的特点。位移传感器12为高精度数显型光栅磁位移传感器。机箱a1上设有控制系统，与软件控制模块相连接，可以控制搅拌浆的开关和搅拌速度。筒形壳体a6的上腔体用于承装动力液体，一般为蒸馏水。筒形壳体a6的下腔体用于承装驱替液体，一般为驱油用化学剂。

筒形壳体a6上的注液口a9外端通过不锈钢管线连接注液阀、放空阀及注入泵动力装置，通过向注液口a9向筒形壳体a6的上腔体内注入动力液体，推动活塞a10连续向下运动，驱动活塞a10下方的驱替液体由出液口a11流出。活塞a10下移挤出多少液体，可由所述控制单元和显示单元自动计算并显示，其中，两个中间容器的位移传感器上记录的位移数据，通过控制单元计算，通过显示单元显示。

当需要搅拌时，搅拌电机a2启动，搅拌电机a2的输出轴带动外磁体a33和外壳体a31均以筒形壳体a6的轴线为轴转动，内壳体a43既不移动也不转动，由于磁力的作用，内磁体a41和搅拌杆a42也将以筒形壳体a6的轴线为轴转动，从而带动搅拌桨a5也以筒形壳体a6的轴线为轴转动。

本实用新型也同时涉及了在搅拌组件的控制箱中加入加热装置，可以直接只用于高温驱替实验的注入系统；由于本实用新型具有搅拌等功能，可作为油田化学剂化学反应实验的反应釜使用，而后直接注入到驱替模型中，实现边化学反应边注入；由于该系统具有注入液体不间断的特点，关闭搅拌功能，可用于大尺度岩心驱替实验前饱和原油使用。具有夜间无需关闭注入系统、提高岩心驱替实验的工作效率的优点；本实用新型通过控制搅拌频率来研究剪切性能对于注入、封堵、调驱等性能的影响。

本实用新型具有夜间无需关闭注入系统、提高岩心驱替实验的工作效率的优点，可以实验没有人工看守的情况下，无间断注入，并自动计量注入量的功能，具有省人力、智能化的优点。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。