专利名称：一种模拟高温高压条件下渗流的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于模拟高温高压条件下孔隙介质中渗流动态的装置。
渗流是指多孔介质内的流体运动。而多孔介质泛指密集成群的微细孔隙或微裂缝系统，如砂岩、土壤、陶瓷、含裂缝孔隙系统的石灰岩和白云岩等都是典型的多孔介质。为了模拟和观测多孔介质中的渗流动态，特别是地层中石油和地下水的渗流动态，1952年Chatenever[AIME,V.192(1952)]研制出单层玻璃珠模型，并对不互溶的二相渗流进行观测；1961年Mattax等[Oil and Gas J.,No.42(1961)]研制出微毛管网络模型，并观测了油水渗流状态；1968年Davis等[J.P.T.Vol.20No.7-12.1968.]用摄影技术把孔隙结构图案复制到玻璃上，从而更真实地模拟多孔介质；1971年Donaldson[SPE of AIME,46th.Fall MeetingVol.2(1971)]公布了一种石英砂夹层模型，用来研究水湿系统中油的分布；1977年Bonnet等[MAI-JUIN 1977 Vol.XXXXII.N3.77024]使用一种树脂及摄影蚀刻的模型研究了多孔介质中的二相渗流。所有这些模型都是透明的，可借助显微镜等观测仪器，观看模型内部渗流的具体细节。但是这些模型仅限于在常温、常压下使用，不能满足模拟真实地层高温高压条件下渗流动态的要求。
本实用新型的目的在于提供一种既可以模拟常温、常压下孔隙介质中的渗流动态又可以模拟真实地层高温高压条件下孔隙介质中渗流动态的一种模拟高温高压条件下渗流的装置。
本实用新型是这样实现的由驱动泵1、压力计2、高温容器3、观察窗4、显微镜5、照明窗6、观察室7、微模型8、温度传感器9、光源10、反射镜11、储液罐12、高温计量泵13、恒温油浴14、回压调节器15、保温层16模型夹具17组成，在观察室7其顶面和底面中部设有玻璃观察窗4和照明窗6；观察窗4的上部安装显微镜5，照明窗6的下部安装光源10和反射镜11；微模型8固定在观察室7内的模型夹具17上，微模型8的入口端连接高温容器3、压力计2、微量驱动泵1，微模型8的出口端连接回压调节器15，压力计2，储液罐12、高温计量泵13、恒温油浴14与观察室7连通并形成回路；观察室7与传感器9相通，观察室外包覆保温层16。
本实用新型还通过如下方案实施
高温高压观察室7是中空圆柱体。
显微镜5还可以是显微摄像机，微模型8是透明的。
夹具17有圆环和夹片组成，经由螺钉连接。
微模型8也可以连接在其出、入的刚性微型管接件上。
本实用新型的优点是，既可以模拟常温、常压下孔隙介质中的渗流动态，又可以模拟高温高压条件下孔隙介质中的渗流动态。
图1为模拟高温高压条件下孔隙介质中渗流动态装置的总体结构示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述本实用新型由驱动泵1、压力计2、高温容器3、观察窗4、显微镜5、照明窗6、观察室7、微模型8、温度传感器9、光源10、反射镜11、储液罐12、高温计量泵13、恒温油浴14、回压调节器15、保温层16、模型夹具17组成，在观察室7其顶面和底面中部设有玻璃观察窗4和照明窗6；观察窗4的上部安装显微镜5，照明窗6的下部安装光源10和反射镜11；微模型8固定在观察室7内的模型夹具17上，微模型8的入口端连接高温容器3、压力计2、微量驱动泵1，微模型8的出口端连接回压调节器15，压力计2，储液罐12、高温计量泵13、恒温油浴14与观察室7连通并形成回路；观察室7与传感器9相通，观察室外包覆保温层16。
高温高压观察室7是中空圆柱体。
显微镜5还可以是显微摄像机，微模型8是透明的。
夹具17有圆环和夹片组成，经由螺钉连接。
微模型8也可以连接在其出、入的刚性微型管接件上。
高温高压观察室7是金属加工的中空圆柱体，在其顶面和底面中部设有玻璃观察窗4和照明窗6，观察窗4的上部安装显微镜5或显微摄像机，照明窗6的下部安装光源10和反射镜11；透明仿真微模型8固定在观察室7内的模型夹具17上，夹具有圆环和夹片组成，经由螺钉连接；模型的入口端连接高温容器3、微量驱动泵1，微模型的出口端连接回压调节器15，模型中流体的温度由高温容器3调控、压力由安装在管路中的微量驱动泵1、回压调节器15和压力计2监控；储液罐12、高温计量泵13、恒温油浴14与观察室7连通并形成回路；观察室的温度由温度传感器9监测，并通过恒温油浴14的循环油温调节，压力由高温计量泵13和压力计2监控。观察室外包覆保温层16。
模型是采用光化学蚀刻技术工艺，将天然岩芯切片的孔隙系统精确光刻到平面光学玻璃上，经氢氟酸蚀刻后高温烧结成型制成的；模型的出入口通过刚性微型管接件与观察室外部的高温容器、微量驱动泵、回压调节器连接；观察室的温度由温度传感器监测并通过恒温油浴的循环油温调节，压力由高温计量泵控制，观察室外包覆石棉或其它保温材料制作的保温层。
在保证耐压和耐高温的前提下可将观察室7设计成其它形状，例如方型；安置在观察室内的透明仿真微模型8也可以固定在连接其出、入口的刚性微型管接件上。
权利要求1．一种模拟高温高压条件下渗流的装置，由驱动泵(1)、压力计(2)、高温容器(3)、观察窗(4)、显微镜(5)、照明窗(6)、观察室(7)、微模型(8)、温度传感器(9)、光源(10)、反射镜(11)、储液罐(12)、高温计量泵(13)、恒温油浴(14)、回压调节器(15)、保温层(16)、模型夹具(17)组成，其特征在于在观察室(7)顶面和底面中部设有玻璃观察窗(4)和照明窗(6)，观察窗(4)的上部安装显微镜(5)，照明窗(6)的下部安装光源(10)和反射镜(11)，微模型(8)固定在观察室(7)内的模型夹具(17)上，微模型(8)的入口端连接高温容器(3)、压力计(2)、微量驱动泵(1)，微模型(8)的出口端连接回压调节器(15)，压力计(2)，储液罐(12)、高温计量泵(13)、恒温油浴(14)与观察室(7)连通并形成回路，观察室(7)与传感器(9)相通，观察室外包覆保温层16。
2．根据权利要求1所述的一种模拟高温高压条件下渗流的装置，其特征在于高温高压观察室(7)是中空圆柱体。
3．根据权利要求1所述的一种模拟高温高压条件下渗流的装置，其特征在于显微镜(5)还可以是显微摄像机，
4．根据权利要求1所述的一种模拟高温高压条件下渗流的装置，其特征在于微模型(8)是透明的。
5．根据权利要求1所述的一种模拟高温高压条件下渗流的装置，其特征在于夹具(17)有圆环和夹片组成，经由螺钉连接。
6．根据权利要求1所述的一种模拟高温高压条件下渗流的装置，其特征在于微模型(8)也可以连接在其出、入的刚性微型管接件上。
专利摘要本实用新型涉及一种可模拟高温高压条件下孔隙介质中渗流动态的装置,顶面和底面中部分别设有观察窗4和照明窗6,观察窗上部安装显微镜或显微摄像机5,照明窗下部安装反射镜11及光源10;模拟多孔介质孔隙结构的透明微模型8固定在观察室内,模型的出入口通过刚性微型管接件与观察室外的高温容器3、微量驱动泵1、回压调节器15连接;观察室的温度通过恒温油浴14调节,压力由高温计量泵13控制,既可以模拟常温、常压下孔隙介质中的渗流动态,又可以模拟高温高压条件下孔隙介质中的渗流动态。
文档编号E21B47/10GK2439545SQ0024290
公开日2001年7月18日 申请日期2000年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者胡雅仍, 王晓梅 申请人:中国石油天然气总公司中国科学院渗流流体力学研究所