专利名称：一种酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油田化学及酸化压裂实验室、研究室的 酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置，属于酸压模拟装置。 技术背景
酸压是碳酸盐岩油气层重要的增产措施。酸压的增产效果与人工 裂缝内酸液流动反应过程密切相关。物理模拟是研究酸液流动反应过 程常用的方法。目前多采用平行板狭缝装置模拟酸液流动反应过程。 此类装置包括以下几种类别(1)"透明玻璃平行板+透明玻璃平行板" 或者"透明树脂平行板+透明树脂平行板"模拟装置，此类装置能够很 好地实现酸液流动过程的可视化，但是无法模拟酸岩反应，与实际酸 液流动反应过程相似性很弱；(2)"透明玻璃板+反应性岩石板"模拟 装置，此类装置可实现酸岩反应条件下酸液流动反应过程的可视化， 但是温度调节、压力调节、板间密封等很困难，仅能在常温常压下进 行模拟；(3)"反应性岩石板+反应性岩石板"模拟装置，此类装置可 模拟高温高压下的酸液流动反应过程，但是流动反应过程不可视，无 法观察分析流动反应过程中发生的酸液指进等重要的现象。总之，目 前的酸液指进模拟装置还无法同时实现高温高压和酸岩反应条件下的 酸液流动反应可视化模拟。 发明内容
本实用新型的目的是为了在高温高压条件下，观察酸液在反应 性模拟裂缝内流动和反应的情况，并测定有关参数，特提供一种酸压 缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置。
为了达到上述目的，本实用新型解决此技术问题所采取技术方案 是 一种酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置，是由后盖、前 框架、进液孔、排液孔、观察窗、特种玻璃、岩石板、狭缝、密封件、 单向阀及图像采集设备组成，其结构特点是由凸形不锈钢后盖插入 凹形不锈钢前框架并经螺杆连接形成六面箱体；箱体正面左右分别竖 直排列有正面进液孔和正面排液孔；在正面进液孔和正面排液孔之间 安装有矩形观察窗；在观察窗内侧有安装耐温耐压特种玻璃的凹槽； 在箱体正面内壁左右两侧均铺设垫片，垫片的另一侧放置长宽略小于 箱体内壁长宽的可与酸反应的岩石板；特种玻璃和岩石板之间形成供 酸液流动反应的前狭缝；后盖与岩石板之间形成后狭缝，后盖上设置有背面进液孔、背面排液孔，供岩石板加热、加压流体进出后狭缝之 用，图像采集设备安装在观察窗的正前方。
特种玻璃与观察窗凹槽壁之间安装有柔性、耐酸、耐温的A密封 件；在岩石板与前框架上下左右四内壁之间安装有柔性密、耐酸、耐 温的B密封件；在后盖与前框架的接触面安装有柔性、耐酸、耐温的C 密封件。前框架正面四角设置穿透孔，在穿透孔中安装有岩石板拆卸 顶杆；后盖四角设置穿透孔，在穿透孔中安装有后盖拆卸顶杆。正面 进液孔用管线与A单向阀相连接；正面排液孔用管线与B单向阀相连 接；背面进液孔用管线与C单向阀相连接；背面排液孔用管线与D单 向阀相连接，以保证流体从进液孔流入、排液孔流出，并在排液口保 持一定的回压。在正面进液孔和正面排液孔内安装有温度和压力传感 器，用于检测前狭缝中的流体温度和压力；在背面进液孔和背面排液 孔内安装有温度和压力传感器，用于检测后狭缝中的流体温度和压力。 图像采集设备透过观察窗记录酸液流动反应的过程。
与现有技术相比，本实用新型的有益的效果是
(1) 插入式箱体结构，能够提供更好地承压和流体密封能力。
(2) 双狭缝的结构，使得热流体通过后狭缝对岩石板的加热和加压，
从而提供了前狭缝的围压和环境温度。(3) 在前裂缝内铺设支撑剂，该装置可实现高温高压下加砂压裂支 撑剂铺设过程的可视化模拟。
(4) 在前裂缝中铺设地层砂粒，该装置还可实现高温高压下水驱油、 聚合物驱油或表面活性剂驱油过程的可视化模拟。
图1为本实用新型酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置的 正面结构示意图。
图2为本实用新型酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置的 背面结构示意图。
图3为本实用新型酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置的 A-A剖面结构示意图。
图中l.后盖，2.前框架，3.螺杆，4.正面进液孔，5.正面排液 孔，6.观察窗，7.特种玻璃，8.垫片，9.岩石板，IO.前狭缝，11.后 狭缝，12.背面进液孔，13.背面排液孔，14.A密封件，15.B密封件， 16. C密封件，17.岩石板拆卸顶杆，18.后盖拆卸顶杆，19. A单向阀，20. B 单向阀，21.C单向阀，22.D单向阀，23.图像采集设备。
具体实施方式
参照图l、图2和图3， 一种酸压缝内酸液流动反应可视化物理模 拟装置，外形是由凸形不锈钢后盖1插入凹形不锈钢前框架2并经螺 杆3连接所形成六面箱体，后盖1与前框架2的接触面通过柔性、耐 酸、耐温的C密封件16密封；箱体正面左右分别竖直排列有孔径不等 的正面进液孔4和孔径不等的正面排液孔5;在正面进液孔4和正面排 液孔5之间、箱体正面镂空设置矩形观察窗6;在观察窗6内侧设置用 于放置耐温耐压特种玻璃7的凹槽，特种玻璃7与观察窗6凹槽壁之 间通过柔性、耐酸、耐温的A密封件14密封；在箱体正面内壁左右两 侧铺设垫片8，垫片8之另一侧放置能与酸液反应的岩石板9，岩石板 9与前框架2上下左右四内壁之间通过柔性密、耐酸、耐温的B密封件 15密封，特种玻璃7和岩石板9之间形成供酸液流动反应的前狭缝10， 通过调节垫片8的厚度实现前狭缝10的宽度调节；正面进液孔4通过 管线与A单向阀19相连、正面排液孔5通过管线与B单向阀20相连， 以保证流体从进液孔流入、排液孔流出，并在排液口保持一定的回压； 后盖1与岩石板9之间存在后狭缝11;后盖1设置背面进液孔12、背 面排液孔13;背面进液孔12通过管线与C单向阀21相连、背面排液 孔13通过管线与D单向阀22相连，以保证流体从进液孔流入、排液 孔流出，并在排液口保持一定的回压。前框架2正面四角设置穿透孔， 并在其中安装岩石板拆卸顶杆17，后盖1四角设置穿透孔，并在其中 安装后盖拆卸顶杆18;正面进液孔4、正面排液孔5、背面进液孔12、 背面排液孔13内均安装温度传感器和压力传感器。
本实用新型的工作过程
模拟前先依次在前框架内放置特种玻璃、垫片、岩石板，并密
封好相应的接触面，然后盖上后盖并用螺杆锁紧。
模拟中酸液经A单向阀、正面进液孔进入前狭缝，图像采集设 备透过观察窗记录酸液在前狭缝中的流动反应的过程，当前狭缝内压 力大于B单向阀的导通压力时，缝内酸液经正面排液孔、B单向阀排出；
加热流体经c单向阀、背面进液孔进入后狭缝，对岩石板加热、加压， 当后狭缝内的压力大于D单向阀的导通压力时，缝内热流体经背面排 液孔、D单向阀排出。
模拟后先卸掉螺杆、转动后盖卸载顶杆，卸下后盖，再转动岩
石板卸载顶杆，卸下岩石板。
权利要求1、一种酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置，是由后盖、前框架、进液孔、排液孔、观察窗、特种玻璃、岩石板、狭缝、密封件、单向阀及图像采集设备组成，其特征是由凸形不锈钢后盖(1)插入凹形不锈钢前框架(2)并经螺杆(3)连接形成六面箱体；箱体正面左右分别竖直排列有正面进液孔(4)和正面排液孔(5)；在正面进液孔(4)和正面排液孔(5)之间安装有矩形观察窗(6)；在观察窗(6)内侧有安装耐温耐压特种玻璃(7)的凹槽；在箱体正面内壁左右两侧均铺设垫片(8)，垫片(8)的另一侧放置长宽略小于箱体内壁长宽的能与酸反应的岩石板(9)；特种玻璃(7)和岩石板(9)之间形成供酸液流动反应的前狭缝(10)；后盖(1)与岩石板(9)之间形成后狭缝(11)，后盖(1)上设置有背面进液孔(12)、背面排液孔(13)，图像采集设备(23)安装在观察窗的正前方。
2、 根据权利要求1所述的可视化物理模拟装置，其特征在于特种玻璃(7)与观察窗(6)凹槽壁之间安装有柔性、耐酸、耐温的A 密封件(14);在岩石板(9)与前框架(2)上下左右四内壁之间安装 有柔性密、耐酸、耐温的B密封件(15);在后盖(1)与前框架(2) 的接触面安装有柔性、耐酸、耐温的C密封件(16)。
3、 根据权利要求l所述的可视化物理模拟装置，其特征在于前框架(2)正面四角设置穿透孔，在穿透孔中安装有岩石板拆卸顶杆(17) ;后盖(1)四角设置穿透孔，在穿透孔中安装有后盖拆卸顶杆(18) 。
4、 根据权利要求1所述的可视化物理模拟装置，其特征在于正面进液孔(4)用管线与A单向阀(19)相连接；正面排液孔(5)用 管线与B单向阀(20)相连接；背面进液孔(12)用管线与C单向阀 (21)相连接；背面排液孔(13)用管线与D单向阀(22)相连接。
5、 根据权利要求l所述的可视化物理模拟装置，其特征在于在 正面进液孔(4)和正面排液孔(5)内安装有温度和压力传感器；在 背面进液孔(12)和背面排液孔(13)内安装有温度和压力传感器。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油田化学及酸化压裂实验室、研究室的酸压缝内酸液流动反应可视化物理模拟装置。它能实现酸液在高温高压裂缝内流动反应的可视化模拟，并测定相关参数。其技术方案是凸形不锈钢后盖插入凹形不锈钢前框架并经螺杆连接形成六面箱体，箱体正面排列有进液孔和排液孔，进排液孔间安装矩形观察窗，观察窗内侧有安装特种玻璃的凹槽；箱体正面内壁两侧均铺设垫片，垫片另一侧放置可与酸反应的岩石板，特种玻璃与岩石板间形成前狭缝，岩石板与后盖间形成后狭缝，后盖也设有进液孔和排液孔，图像采集设备安装在观察窗正前方，记录缝内酸液流动反应过程。本装置用于高温高压下酸液流动反应、支撑剂铺设、水驱油等过程可视化模拟。
文档编号E21B49/00GK201289478SQ20082014113
公开日2009年8月12日 申请日期2008年10月30日 优先权日2008年10月30日
发明者健 孙, 李小刚, 杨兆中, 海 蒋 申请人:西南石油大学