一种多功能岩心驱替实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种油田生产实验仪器，特别涉及一种多功能岩心驱替实验装置。

背景技术：

石油与天然气开发过程中，室内岩心驱替实验是最基础的工作。随着石油行业的发展，非常规油藏得到开发，同时常规水驱油藏也已进入高含水期。针对这些油藏特征开展的岩心驱替实验，难度大，周期长。在油田生产中，大部分都已经进入二元驱，不同的油田生产区块会需要不同的方案，这就需要在实施不同的方案前做室内试验，比如岩心驱替实验，而现有的实验仪器一般都只有一个功能，不能实现多种实验，例如模拟地层压力、地层温度的条件下开展岩心渗透率测定，地层伤害评价(岩心敏感性)等研究，这就会提高实验的成本，也会带来很多不便。

在岩心驱替实验装置中涉及到恒温箱，普通加热恒温箱因加热元件在箱体内的一侧或两侧，箱内空气不流通，箱内安装的被加热体受加热元件位置和箱体本身结构的影响，存在靠近加热元件部位温度高、背离加热元件部位温度低的温度不均匀现象，对于温度均匀性高的工况，恒温伴热效果十分不理想。这些因素直接影响模拟实验结果的准确性。

在进行驱替实验的过程中，通过获取致密岩心内的水、油和气的流量，能够获得地层中岩心整体内部的流体体积。在对致密岩心进行驱替实验时，驱替速度慢，驱替出的油相和气相量很小，再考虑到油相挥发等因素的影响，实验中流量的测量误差相对较大。并且，现有技术中采用敞口量筒来进行计量，该方法无法捕获气相，无法对气相流量进行统计。现有技术中由于致密岩心驱替出的油相和气相量小，并且如果驱替出的油中混有驱替液，由于油的颜色较深则会造成油水界面和油气界面难以分辨，使实验人员很难进行计量统计，造成实验数据不准确。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是解决现有技术中存在的岩心驱替出的油相和水相界面难以分辨，测量不准确的问题，化学驱实验过程中有些驱替液因形成沉淀而影响驱替液效果的问题，以及恒温箱内加热温度不均匀而影响实验结果准确性的问题。

为了实现本实用新型这些目的和其它优点，提供了一种多功能岩心驱替实验装置，其包括：注水系统、岩心夹持器、围压泵、恒温箱、压力传感器、收集装置；

其中，所述注水系统包括蓄水池、注水泵、与所述注水泵相连的变频器、液体流量计及缓冲罐，所述蓄水池和注水泵之间、注水泵与缓冲罐之间通过管道连接，所述缓冲罐和与之连接的管道设置于恒温箱内，所述液体流量计设置在注水泵与缓冲罐之间的管路上，所述缓冲罐底部设置加热装置，缓冲罐内壁面中部设置温度计；

所述岩心夹持器设置在恒温箱内，且通过输水管线与缓冲罐出水口连接，岩心夹持器内固定安装岩心样品，岩心夹持器底部连接围压泵，所述压力传感器通过螺纹连接在岩心夹持器上；

所述恒温箱为带加热元件的箱体，箱体内设有空气搅拌装置，所述空气搅拌装置包括固定在箱体外侧的搅拌马达、设置于箱体内的搅拌叶、连接搅拌马达和搅拌叶的搅拌轴，加热元件固定于搅拌叶产生的气流下风处，所述恒温箱设置有双开门，门上设有玻璃视窗及门把手，且在恒温箱的侧面及背面设置有玻璃视窗；

所述收集装置包括冷凝管和收集容器，所述冷凝管的两端分别通过管路连接岩心夹持器的出液口和收集容器；所述收集容器内设置有用于区分油相与驱替液界面的浮标，浮标的外表面设有反光层。

优选的是，所述缓冲罐内还设置有搅拌器和驱动搅拌器的电机。

优选的是，所述恒温箱内还设置有照明灯。

优选的是，所述收集装置还包括设置在收集容器底部的电子天平。

优选的是，所述收集容器为量筒，所述量筒顶端开口处设置有盖体，盖体的中心开设圆孔。

优选的是，所述冷凝管为直形冷凝管。

优选的是，所述注水泵与缓冲罐之间的管道上安装有压力表。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

其一、恒温箱内的空气搅拌装置可以对恒温箱内空气进行搅拌，从而实现密封恒温箱内温度均匀，稳定性好，且操作简便，使得位于恒温箱内的装置受热均匀，结构简单，设计灵活，安全可靠，进一步精确控制岩心驱替实验中的温度条件，模拟实验结果准确，实际参考价值高。

其二、缓冲罐不仅具有基本的缓冲水溶液的作用，还具有对水溶液额外加热的作用，其加热功能特别适用于某些需要精确控制注入液温度的实验过程。搅拌器不仅有利于水溶液受热均匀，在化学驱的实验过程中还能防止有些驱替液在尚未进入岩心之前就形成沉淀而严重影响驱替液的效果。

其三、本实用新型通过冷凝管对驱替出液体进行冷却降温，使其中气体变为液体，最终测量结果误差减小。

其四、收集容器内设置有用于区分油相与驱替液界面的浮标，浮标的外表面设有反光层，反光层能够在光线照射时反光，可以清晰分辨出油相和驱替液的界面，方便读取数据准确测量油相和驱替液的体积，进而能够提高驱替实验的准确性。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1、本实用新型的多功能岩心驱替实验装置结构示意图；

图2、恒温箱内部结构图；

图3、恒温箱整体结构示意图；

图4、收集容器结构示意图。

图中标号：

注水系统1、蓄水池11、注水泵12、变频器13、液体流量计14、缓冲罐15、加热装置16、温度计17、搅拌器18、电机19、岩心夹持器2、岩心样品21、围压泵3、恒温箱4、加热元件41、搅拌马达42、搅拌叶43、搅拌轴44、双开门45、玻璃视窗46、门把手47、照明灯48、压力传感器5、收集装置6、冷凝管61、收集容器62、浮标63、电子天平64、盖体65、圆孔66、压力表7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-4所示，本实用新型提供了一种多功能岩心驱替实验装置，其包括：注水系统1、岩心夹持器2、围压泵3、恒温箱4、压力传感器5、收集装置6。

其中，所述注水系统1包括蓄水池11、注水泵12、与所述注水泵相连的变频器13、液体流量计14及缓冲罐15。所述变频器可以改善注水泵输送水溶液的稳定性，使得注入岩心夹持器的水流问题，较小水流波动，不仅提升了减小了实验误差，同时也能节约注水泵的电能消耗。所述蓄水池11和注水泵12之间、注水泵12与缓冲罐15之间通过输水管道连接。所述缓冲罐15和与之连接的输水管道设置于恒温箱4内，所述液体流量计14设置在注水泵12与缓冲罐15之间的管路上。注水泵与缓冲罐之间的管道上安装有压力表7。所述缓冲罐15底部设置加热装置16，缓冲罐内壁面中部设置温度计17，缓冲罐内还设置有搅拌器18和驱动搅拌器的电机19。缓冲罐不仅具有基本的缓冲水溶液的作用，还具有对水溶液额外加热的作用，其加热功能特别适用于某些需要精确控制注入液温度的实验过程。搅拌器有利于水溶液受热均匀并防止某些化学驱替液形成沉淀。

所述岩心夹持器2设置在恒温箱4内，且通过输水管道与缓冲罐15出水口连接，岩心夹持器2内固定安装岩心样品21，岩心夹持器2底部连接围压泵3，用于给岩心夹持器2施加环向压力，密封岩心，所述压力传感器5通过螺纹连接在岩心夹持器2上，用于测定岩心夹持器上的压力大小。

如图2和图3所示，所述恒温箱4为带加热元件41的箱体，箱体内设有空气搅拌装置，所述空气搅拌装置包括固定在箱体外侧的搅拌马达42、设置于箱体内的搅拌叶43、连接搅拌马达和搅拌叶的搅拌轴44，加热元件固定于搅拌叶产生的气流下风处，所述恒温箱设置有双开门45，门上设有玻璃视窗46及门把手47，且在恒温箱4的侧面及背面设置有玻璃视窗46，恒温箱内还设置有照明灯48。空气搅拌装置可以对恒温箱内空气进行搅拌，从而实现密封恒温箱内温度均匀，稳定性好，且操作简便，使得位于恒温箱内的装置受热均匀，结构简单，设计灵活，安全可靠，进一步精确控制岩心驱替实验中的温度条件，模拟实验结果准确，实际参考价值高。

所述收集装置6包括冷凝管61和收集容器62，所述冷凝管61为直形冷凝管，其两端分别通过管路连接岩心夹持器2的出液口和收集容器62。从岩心样品21中出来的液体具有一定温度，在较高温度下，液体中的部分组分以气体形式存在，直接排放到空气中，最终测量出的液体量小于真实结果。本实用新型通过冷凝管61对驱替出液体进行冷却降温，使其中气体变为液体，最终测量结果误差减小。所述收集容器62内设置有用于区分油相与驱替液界面的浮标63，浮标63的外表面设有反光层(未示出)。通过浮标63可以清晰分辨出油相和驱替液的界面，且反光层能够在光线照射时反光，方便读取数据准确测量油相和驱替液的体积，进而能够提高驱替实验的准确性。在收集容器62底部的电子天平64，用于对驱替出的液体称重计量。

另一实施例中，如图4所示，所述收集容器62为量筒，所述量筒顶端开口处设置有盖体65，盖体的中心开设圆孔66。在量筒上设置盖体具有一定的遮挡作用，可以防止驱替出的部分气体因来不及液化而排出进入空气中，圆孔可以保持量筒内压强与室内气压一致。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。