本发明涉及岩心驱替实验测试
技术领域：
，更特别地说，是指一种利用磁致伸缩声波换能器作为驱动源进行的声波岩心驱替。应用本发明设计的磁致伸缩声波换能器能够提高油藏注水开发效果和采收率。
背景技术：
：已经形成共识的石油开采方法有一次采油、二次采油和三次采油。一次采油是以油藏天然能量为主的采油方法，由于能量供给有限，一次采油的采收率通常只有5％～15％，或更低。二次采油是通过注水或者注气/汽的方式补充地层能量，因此，采收率得以提高到30％～40％，或更高；三次采油是向水中加入“高能量或相关物质”，例如化学剂，或微生物，或“热量”，显著改善水的理化性能，这些带“高能量或相关物质”水进入地层后，通过能量传递或转换，改变原油性质，影响流体(气液，或油水)相与固体相之间的界面性质，改善水油流度等，进一步提高水(驱油剂)的宏观与微观波及程度和洗油效果，使采收率提高到50％～70％，或更高。岩心驱替实验是一种在实验室环境中模拟井下实际采油过程的实验方法。目前，国内外已经对不同的采油方法进行深入的研究，并建立了相应的岩心实验测试系统对采收率进行评价。但是对声波应用于岩心驱替实验，未见报道。技术实现要素：本发明的目的之一是提供一种基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统，将磁致伸缩声波换能器安装在岩心夹持器与介质储液罐之间；上电后，通过磁致伸缩声波换能器将电能转换为机械能作用到声波辐射器上，进而将机械能转换为声能；产生的声波随介质作用于岩心夹持器中心的人造岩心。本发明的目的之二是提出一种声波岩心驱替方法，该方法应用到磁致伸缩电声换能器的岩心实验装置中。本发明方法将声波驱与水驱相组合，提高了岩心驱替实验水驱采收率。本发明是一种基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统，其特征在于：该系统由磁致伸缩声波换能器、柱塞泵(9)、a储液罐(9a)、b储液罐(9b)、岩心模型姿态调节单元、抽真空单元、流量计量单元组成；所述a储液罐(9a)内储存有蒸馏水；所述b储液罐(9b)内储存有模拟油；柱塞泵(9)的a端口通过第六管道(11f)与a储液罐(9a)连接；柱塞泵(9)的b端口通过第七管道(11g)与b储液罐(9b)连接；柱塞泵9的c端口通过第三管道(11c)与岩心夹持器(7)的gc接口连接，且第三管道(11c)上设有c控制阀(10c)；柱塞泵(9)的d端口通过第五管道(11e)与亚克力管(3)上的ca接口连接；其中，岩心模型姿态调节单元由岩心模型、岩心夹持器(7)和支撑架(7a)组成；岩心夹持器7安装在支撑架(7a)上，且岩心夹持器(7)内部安装有岩心模型；岩心夹持器(7)的ga接口通过第一管道(11a)与真空泵(8)连接，且第一管道(11a)上设有a控制阀(10a)；岩心夹持器(7)的gb接口通过第二管道(11b)与流量计量器(6)连接，且第二管道(11b)上设有b控制阀(10b)；岩心夹持器(7)的gc接口通过第三管道(11c)与柱塞泵(9)连接，且第三管道(11c)上设有c控制阀(10c)；岩心夹持器(7)的gd接口通过第五管道(11e)与亚克力管3上的(cb)接口连接，且第五管道(11e)上设有d控制阀(10d)；其中，抽真空单元由真空泵(8)、a控制阀(10a)和第一管道(11a)组成，第一管道(11a)上设有a控制阀(10a)，第一管道(11a)的一端连接在真空泵(8)上，第一管道(11a)的另一端连接在岩心夹持器(7)的ga接口上；其中，流量计量单元由流量计量器(6)、b控制阀(10b)和第二管道(11b)组成，第二管道(11b)上设有b控制阀(10b)，第二管道(11b)的一端连接在流量计量器(6)上，第二管道(11b)的另一端连接在岩心夹持器(7)的gb接口上；其中，磁致伸缩声波换能器由磁致伸缩换能器执行器(1)、声波辐射器(2)、亚克力管(3)、固定支架(4)和交流电源(5)组成；其中，磁致伸缩换能器执行器(1)和声波辐射器(2)构成换能单元；交流电源(5)与磁致伸缩换能器执行器(1)通过电缆连接；磁致伸缩换能器执行器(1)固定安装在固定支架(4)内，声波辐射器(2)与亚克力管(3)为防水密封安装，且声波辐射器(2)与亚克力管(3)内壁之间存在有用于注水的空间；固定支架(4)的上端固定有亚克力管(3)；亚克力管(3)的上端盖设有用于与第五管道(1e)一端连接的ca接口，亚克力管(3)的侧面设有用于与第四管道(11d)另一端连接的cb接口，cb接口通过第四管道(11d)与岩心夹持器(7)的gd接口连接，第四管道(11d)上设有d控制阀(10d)，第四管道(11d)的另一端连接亚克力管(3)的cb接口，第四管道(11d)的一端连接在岩心夹持器(7)的gd接口；磁致伸缩换能器执行器(1)包括有外壳体(1a)、磁路外壳(1b)、线圈(1c)、线圈骨架(1d)、外磁环组(1e)、永磁环骨架(1f)、tedyfe棒组(1g)、电工纯铁组(1h)、内磁环组(1i)、碟簧(1j)、碟簧基座(1k)、上端盖(1l)、下端盖(1m)、执行器底盘(1n)和预紧螺栓(1p)；外壳体(1a)的上端设有用于固定弧条下端的aa凸圆台(1a)，aa凸圆台(1a)的外圆面上设有aa螺纹盲孔(1a3)，通过螺钉使弧条下端固定在aa凸圆台(1a)上；外壳体(1a)的中部是空心的，且外壳体(1a)上端的aa中心通孔(1a2)用于碟簧基座(1k)的簧柱(1k1)穿过，簧柱(1k1)上套接有碟簧(1j)；磁路外壳(1b)为空心圆柱结构；磁路外壳(1b)的中部是ab中心通孔(1b1)；线圈骨架(1d)的上端是aa挡板(1d1)，线圈骨架(1d)的下端是ab挡板(1d2)，aa挡板(1d1)与ab挡板(1d2)之间是aa圆柱体(1d3)，aa圆柱体(1d3)上缠绕有线圈(1c)；线圈骨架(1d)的中部是ac中心通孔(1d4)；外磁环组(1e)由多个空心永磁圆环组成，多个空心永磁圆环分别套接在永磁环骨架(1f)相应的凹圆柱段(1f4)上；永磁环骨架(1f)为一体成型结构体；永磁环骨架(1f)的中部是ad中心通孔(1f2)，永磁环骨架(1f)的上端设有ac挡板(1f1)，永磁环骨架(1f)的ab圆柱体(1f3)上设有用于套接外磁环组(1e)的多个凹圆柱段，即：aa凹圆柱段(1f41)上套接a空心永磁圆环(1e1)，ab凹圆柱段(1f42)上套接b空心永磁圆环(1e2)，ac凹圆柱段(1f43)上套接c空心永磁圆环(1e3)，ad凹圆柱段(1f44)上套接d空心永磁圆环(1e4)，ae凹圆柱段(1f45)上套接e空心永磁圆环(1e5)；tedyfe棒组(1g)由多个实心tedyfe棒组成；电工纯铁组(1h)由多个铁体组成；内磁环组(1i)由多个实心永磁体组成；碟簧基座(1k)上设有簧柱(1k1)和ad挡板(1k2)，簧柱(1k1)上套接碟簧(1j)；上端盖(1l)的中心设有ae中心通孔(1l1)，ae中心通孔(1l1)用于a铁体(1h1)穿过，穿过ae中心通孔(1l1)的a铁体(1h1)上端与碟簧基座(1k)的簧柱(1k1)下端接触，在磁致效应下，推动碟簧基座(1k)运动；下端盖(1m)的中心设有af中心通孔(1m1)，af中心通孔(1m1)用于预紧螺栓(1p)的螺纹段穿过；执行器底盘(1n)的中心设有ag中心通孔(1n1)，ag中心通孔(1n1)用于预紧螺栓(1p)的螺纹段穿过；磁致伸缩换能器执行器(1)的结构装配为：先组装内芯单元；再将内芯单元置于永磁环骨架(1f)的ad中心通孔(1f2)内，然后将外磁环组(1e)分别套接在永磁环骨架(1f)的凹圆柱段上，形成第一组装单元；将第一组装单元置于线圈骨架(1d)的ac中心通孔(1d4)内，在线圈骨架(1d)的aa圆柱体(1d3)上缠绕线圈(1c)，再套接上磁路外壳(1b)，形成第二组装单元；在第二组装单元的上端安装上端盖(1l)，在第二组装单元的下端安装下端盖(1m)，形成第三组装单元；在第三组装单元的上端安装碟簧基座(1k)，碟簧基座(1k)的簧柱(1k1)上套接碟簧(1j)，再将碟簧基座(1k)的簧柱(1k1)穿过外壳体(1a)的aa中心通孔(1a2)，在外壳体(1a)的下端安装执行器底盘(1n)，并用预紧螺栓(1p)顶紧；内芯单元的组装为，a铁体(1h1)与b铁体(1h2)之间放置a实心永磁体(1i1)；b铁体(1h2)与c铁体(1h3)之间放置a实心tedyfe棒(1g1)；c铁体(1h3)与d铁体(1h4)之间放置b实心永磁体(1i2)；d铁体(1h4)与e铁体(1h5)之间放置b实心tedyfe棒(1g2)；e铁体(1h5)与f铁体(1h6)之间放置c实心永磁体(1i3)；f铁体(1h6)与g铁体(1h7)之间放置c实心tedyfe棒(1g3)；g铁体(1h7)与h铁体(1h8)之间放置d实心永磁体(1i4)；h铁体(1h8)与i铁体(1h9)之间放置d实心tedyfe棒(1g4)；i铁体(1h9)与j铁体(1h10)之间放置e实心永磁体(1i5)；j铁体(1h10)与k铁体(1h11)之间放置e实心tedyfe棒(1g5)；k铁体(1h11)与l铁体(1h12)之间放置f实心永磁体1i6；声波辐射器(2)由顶杆(2a)和凹声波辐射器(2b)构成；顶杆(2a)的上端设有顶杆端盖(2a1)和肋条固定圆台(2a2)，所述肋条固定圆台(2a2)的圆周面上设有用于固定每个凹肋条板(2b1)上端的螺纹孔(2a3)；凹肋条板(2b1)上端与肋条固定圆台(2a2)之间采用螺钉固定；顶杆(2a)的下端与碟簧基座(1k)的簧柱(1k1)接触；顶杆(2a)与簧柱(1k1)之间采用防水密封；凹声波辐射器(2b)是由多条向内凹的凹肋条板(2b1)共圆得到；凹肋条板(2b1)的上端通孔螺钉固定在顶杆(2a)的肋条固定圆台(2a2)上，凹肋条板(2b1)的上端通过螺钉固定在外壳体(1a)的aa凸圆台(1a)上；交流电源(5)中存储有低频大功率谐振峰频率值，根据设定的谐振峰频率作用到磁致伸缩换能器执行器(1)上，使声波辐射器(2)产生低频声波，该声波作用到岩心模型上。本发明设计基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统，填补了基于磁致伸缩电声换能器应用于高含水油层提高采收率相关实验研究的空白。本发明能分析不同频带，不同功率的低频声波对岩心采收率的影响，为基于磁致伸缩电声换能器声波采油技术的应用提供更有利的依据，优化油井开发技术手段，获取更大采收率。附图说明图1是本发明基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统的结构框图。图2是本发明换能单元的结构图。图2a是本发明换能单元的剖面图。图2b是本发明凹形声波辐射器的分解图。图3是本发明另一种换能单元的结构图。图3a是本发明另一种换能单元的剖面图。图3b是本发明凸形声波辐射器的分解图。图4是本发明磁致伸缩换能器执行器的分解图。图4a是本发明永磁环骨架的结构图。图4b是本发明外磁环组的分解图。图4c是本发明内芯单元的结构图。图4d是本发明内芯单元与永磁环骨架、外磁环组的剖面图。图5是应用本发明系统进行的岩心驱替(水驱+低频声波水驱)过程中的累积采出程度、产液含水率的变化曲线。1.磁致伸缩换能器执行器1a.外壳体1a1.aa凸圆台1a2.aa中心通孔1a3.aa螺纹盲孔1b.磁路外壳1b1.ab中心通孔1c.线圈1d.线圈骨架1d1.aa挡板1d2.ab挡板1d3.aa圆柱体1d4.ac中心通孔1e.外磁环组1e1.a空心永磁圆环1e2.b空心永磁圆环1e3.c空心永磁圆环1e4.d空心永磁圆环1e5.e空心永磁圆环1f.永磁环骨架1f1.ac挡板1f2.ad中心通孔1f3.ab圆柱体1f41.aa凹圆柱段1f42.ab凹圆柱段1f43.ac凹圆柱段1f44.ad凹圆柱段1f45.ae凹圆柱段1g.tedyfe棒组1g1.a实心tedyfe棒1g2.b实心tedyfe棒1g3.c实心tedyfe棒1g4.d实心tedyfe棒1g5.e实心tedyfe棒1h.电工纯铁组1h1.a铁体1h2.b铁体1h3.c铁体1h4.d铁体1h5.e铁体1h6.f铁体1h7.g铁体1h8.h铁体1h9.i铁体1h10.j铁体1h11.k铁体1h12.l铁体1i.内磁环组1i1.a实心永磁体1i2.b实心永磁体1i3.c实心永磁体1i4.d实心永磁体1i5.e实心永磁体1i6.f实心永磁体1j.碟簧1k.碟簧基座1k1.簧柱1k2.ad挡板1l.上端盖1l1.ae中心通孔1m.下端盖1m1.af中心通孔1n.执行器底盘1n1.ag中心通孔1p.预紧螺栓2.声波辐射器2a.顶杆2a1.顶杆端盖2a2.肋条固定圆台2a3.螺纹孔2b.凹形声波辐射器2b1.凹肋条板2c.凸形声波辐射器2c1.凸肋条板3.亚克力管4.固定支架5.交流电源6.流量计量器7.岩心夹持器7a.支撑架8.真空泵9.柱塞泵9a.a储液罐9b.b储液罐10a.a控制阀10b.b控制阀10c.c控制阀10d.d控制阀11a.第一管道11b.第二管道11c.第三管道11d.第四管道11e.第五管道11f.第六管道11g.第七管道具体实施方式下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。参见图1所示，本发明设计的一种基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统，其由磁致伸缩声波换能器、柱塞泵9、a储液罐9a、b储液罐9b、岩心模型姿态调节单元、抽真空单元、流量计量单元组成。所述a储液罐9a内储存有蒸馏水。所述b储液罐9b内储存有模拟油，模拟油采用中国石油勘探研究院石油采收率研究所提供的5号白油。模拟油为常温下黏度6.4227mpa·s，密度0.8274g/cm3的白油。柱塞泵9的a端口通过第六管道11f与a储液罐9a连接；柱塞泵9的b端口通过第七管道11g与b储液罐9b连接；柱塞泵9的c端口通过第三管道11c与岩心夹持器7的gc接口连接，且第三管道11c上设有c控制阀10c；柱塞泵9的d端口通过第五管道11e与亚克力管3上的ca接口连接。其中，岩心模型姿态调节单元由岩心模型、岩心夹持器7和支撑架7a组成；岩心夹持器7安装在支撑架7a上，且岩心夹持器7内部安装有岩心模型。在本发明中，支撑架7a用于实现岩心夹持器7的俯仰、左右偏摆、旋转等不同位置的调节，同时也起到支撑起岩心夹持器7的作用。为了方便岩心夹持器7与外部的连接，其两端分别设有ga接口、gb接口、gc接口、gd接口；ga接口通过第一管道11a与真空泵8连接，且第一管道11a上设有a控制阀10a；gb接口通过第二管道11b与流量计量器6连接，且第二管道11b上设有b控制阀10b；gc接口通过第三管道11c与柱塞泵9连接，且第三管道11c上设有c控制阀10c；gd接口通过第五管道11e与亚克力管3上的cb接口连接，且第五管道11e上设有d控制阀10d。岩心模型由中国石油勘探研究院石油采收率研究所提供的填砂式岩心。其长度为800mm，直径为80mm，气测渗透率为830md，孔隙体积为1174cm3。其中，抽真空单元由真空泵8、a控制阀10a和第一管道11a组成，第一管道11a上设有a控制阀10a，第一管道11a的一端连接在真空泵8上，第一管道11a的另一端连接在岩心夹持器7的ga接口上。其中，流量计量单元由流量计量器6、b控制阀10b和第二管道11b组成，第二管道11b上设有b控制阀10b，第二管道11b的一端连接在流量计量器6上，第二管道11b的另一端连接在岩心夹持器7的gb接口上。其中，磁致伸缩声波换能器由磁致伸缩换能器执行器1、声波辐射器2、亚克力管3(亚克力管3的两端是有端盖的)、固定支架4和交流电源5组成；其中，磁致伸缩换能器执行器1和声波辐射器2构成换能单元，如图2、图2a、图3和图3a所示。交流电源5与磁致伸缩换能器执行器1通过电缆连接；磁致伸缩换能器执行器1固定安装在固定支架4内，声波辐射器2与亚克力管3为防水密封安装，且声波辐射器2与亚克力管3内壁之间存在有用于注水的空间；固定支架4的上端固定有亚克力管3；亚克力管3的上端盖设有用于与第五管道1e一端连接的ca接口(ca接口用于水注入)，亚克力管3的侧面设有用于与第四管道11d另一端连接的cb接口，cb接口通过第四管道11d与岩心夹持器7的gd接口连接，第四管道11d上设有d控制阀10d，第四管道11d的另一端连接亚克力管3的cb接口，第四管道11d的一端连接在岩心夹持器7的gd接口。本发明设计的换能单元具有大位移、大输出力、高能量密度以及控制精密和响应快速等优点，以磁致伸缩材料为核心元件制成的换能单元可靠性高、磁机转换效率高、频带宽、能源供应简单。在图2、图2a、图3和图3a中，声波辐射器2设计了两种结构，一种是弧条向外凸的，另一种是弧条向内凹的。因此对弧条向外凸的称为凸形声波辐射器(图3和图3a所示)，对弧条向内凹的的称为凹形声波辐射器(图2和图2a所示)。交流电源5在本发明中，交流电源5中存储有低频大功率谐振峰频率值，根据设定的谐振峰频率作用到磁致伸缩换能器执行器1上，使声波辐射器2产生低频声波，该声波作用到岩心模型上，使岩心模型中的流体为基本“导体”，将声能传导到岩心模型的岩石孔隙中的流体。低频声波传播远，衰减小，可引起大范围岩心模型振动。产生的附加动能效应导致油水分布微量变化和原油黏度降低，促进了残余油的流动，从而提高采收率。以10hz为间隔，扫频电流3a，在20～300hz频率范围内初步扫频。在初步扫频获得谐振频率范围后，以1hz为间隔进一步扫频，得到谐振峰频率值。磁致伸缩换能器执行器1参见图1、图2、图2a、图3、图3a、图4所示，磁致伸缩换能器执行器1包括有外壳体1a、磁路外壳1b、线圈1c、线圈骨架1d、外磁环组1e、永磁环骨架1f、tedyfe棒组1g、电工纯铁组1h、内磁环组1i、碟簧1j、碟簧基座1k、上端盖1l、下端盖1m、执行器底盘1n和预紧螺栓1p。外壳体1a的上端设有用于固定弧条下端的aa凸圆台1a，aa凸圆台1a的外圆面上设有aa螺纹盲孔1a3，通过螺钉使弧条下端固定在aa凸圆台1a上。外壳体1a的中部是空心的，且外壳体1a上端的aa中心通孔1a2用于碟簧基座1k的簧柱1k1穿过，簧柱1k1上套接有碟簧1j。磁路外壳1b为纯铁材质，为空心圆柱结构。磁路外壳1b的中部是ab中心通孔1b1。线圈骨架1d的上端是aa挡板1d1，线圈骨架1d的下端是ab挡板1d2，aa挡板1d1与ab挡板1d2之间是aa圆柱体1d3，aa圆柱体1d3上缠绕有线圈1c；线圈骨架1d的中部是ac中心通孔1d4。参见图4、图4b所示，外磁环组1e由多个空心永磁圆环组成，多个空心永磁圆环分别套接在永磁环骨架1f相应的凹圆柱段1f4上。即a空心永磁圆环1e1、b空心永磁圆环1e2、c空心永磁圆环1e3、d空心永磁圆环1e4和e空心永磁圆环1e5。参见图4、图4a所示，永磁环骨架1f为一体成型结构体。永磁环骨架1f的中部是ad中心通孔1f2，永磁环骨架1f的上端设有ac挡板1f1，永磁环骨架1f的ab圆柱体1f3上设有用于套接外磁环组1e的多个凹圆柱段，即aa凹圆柱段1f41、ab凹圆柱段1f42、ac凹圆柱段1f43、ad凹圆柱段1f44、ae凹圆柱段1f45，aa凹圆柱段1f41上套接a空心永磁圆环1e1，ab凹圆柱段1f42上套接b空心永磁圆环1e2，ac凹圆柱段1f43上套接c空心永磁圆环1e3，ad凹圆柱段1f44上套接d空心永磁圆环1e4，ae凹圆柱段1f45上套接e空心永磁圆环1e5。参见图4、图4c、图4d所示，tedyfe棒组1g由多个实心tedyfe棒组成，即a实心tedyfe棒1g1、b实心tedyfe棒1g2、c实心tedyfe棒1g3、d实心tedyfe棒1g4和e实心tedyfe棒1g5。参见图4、图4c、图4d所示，电工纯铁组1h由多个铁体组成，即a铁体1h1、b铁体1h2、c铁体1h3、d铁体1h4、e铁体1h5、f铁体1h6、g铁体1h7、h铁体1h8、i铁体1h9、j铁体1h10、k铁体1h11和l铁体1h12。参见图4、图4c、图4d所示，内磁环组1i由多个实心永磁体组成，即a实心永磁体1i1、b实心永磁体1i2、c实心永磁体1i3、d实心永磁体1i4、e实心永磁体1i5和f实心永磁体1i6。参见图4所示，碟簧基座1k上设有簧柱1k1和ad挡板1k2，簧柱1k1上套接碟簧1j。参见图4所示，上端盖1l的中心设有ae中心通孔1l1，ae中心通孔1l1用于a铁体1h1穿过，穿过ae中心通孔1l1的a铁体1h1上端与碟簧基座1k的簧柱1k1下端接触，在磁致效应下，推动碟簧基座1k运动。参见图4所示，下端盖1m的中心设有af中心通孔1m1，af中心通孔1m1用于预紧螺栓1p的螺纹段穿过。参见图4所示，执行器底盘1n的中心设有ag中心通孔1n1，ag中心通孔1n1用于预紧螺栓1p的螺纹段穿过。在本发明中，磁致伸缩换能器执行器1的结构装配为：先组装内芯单元；再将内芯单元置于永磁环骨架1f的ad中心通孔1f2内，然后将外磁环组1e分别套接在永磁环骨架1f的凹圆柱段上，形成第一组装单元。将第一组装单元置于线圈骨架1d的ac中心通孔1d4内，在线圈骨架1d的aa圆柱体1d3上缠绕线圈1c，再套接上磁路外壳1b，形成第二组装单元。在第二组装单元的上端安装上端盖1l，在第二组装单元的下端安装下端盖1m，形成第三组装单元。在第三组装单元的上端安装碟簧基座1k，碟簧基座1k的簧柱1k1上套接碟簧1j，再将碟簧基座1k的簧柱1k1穿过外壳体1a的aa中心通孔1a2，在外壳体1a的下端安装执行器底盘1n，并用预紧螺栓1p顶紧(如图2a、图3a)。参见图4d所示，内芯单元的组装为：a铁体1h1与b铁体1h2之间放置a实心永磁体1i1；b铁体1h2与c铁体1h3之间放置a实心tedyfe棒1g1；c铁体1h3与d铁体1h4之间放置b实心永磁体1i2；d铁体1h4与e铁体1h5之间放置b实心tedyfe棒1g2；e铁体1h5与f铁体1h6之间放置c实心永磁体1i3；f铁体1h6与g铁体1h7之间放置c实心tedyfe棒1g3；g铁体1h7与h铁体1h8之间放置d实心永磁体1i4；h铁体1h8与i铁体1h9之间放置d实心tedyfe棒1g4；i铁体1h9与j铁体1h10之间放置e实心永磁体1i5；j铁体1h10与k铁体1h11之间放置e实心tedyfe棒1g5；k铁体1h11与l铁体1h12之间放置f实心永磁体1i6。凹形声波辐射器2b参见图1、图2、图2a、图2b所示，声波辐射器2由顶杆2a和凹声波辐射器2b构成。顶杆2a的上端设有顶杆端盖2a1和肋条固定圆台2a2，所述肋条固定圆台2a2的圆周面上设有用于固定每个凹肋条板2b1上端的螺纹孔2a3。凹肋条板2b1上端与肋条固定圆台2a2之间采用螺钉固定。顶杆2a的下端与碟簧基座1k的簧柱1k1接触。顶杆2a与簧柱1k1之间采用防水密封。凹声波辐射器2b是由多条向内凹的凹肋条板2b1共圆(一般选取6～24块)得到。如图2b所示，凹声波辐射器2b上设有8块向内凹的凹肋条板2b1，凹肋条板2b1的上端通孔螺钉固定在顶杆2a的肋条固定圆台2a2上，凹肋条板2b1的上端通过螺钉固定在外壳体1a的aa凸圆台1a上。凸形声波辐射器2c参见图1、图3、图3a、图3b所示，声波辐射器2由顶杆2a和凸声波辐射器2c构成。顶杆2a的上端设有顶杆端盖2a1和肋条固定圆台2a2，所述肋条固定圆台2a2的圆周面上设有用于固定每个凸肋条板2c1上端的螺纹孔2a3。凸肋条板2c1上端与肋条固定圆台2a2之间采用螺钉固定。顶杆2a的下端与碟簧基座1k的簧柱1k1接触。顶杆2a与簧柱1k1之间采用防水密封。凸声波辐射器2c是由多条向外凸的凸肋条板2c1共圆(一般选取6～24块)得到。如图3b所示，凸声波辐射器2c上设有8块向外凸的凸肋条板2c1，凸肋条板2c1的上端通孔螺钉固定在顶杆2a的肋条固定圆台2a2上，凸肋条板2c1的上端通过螺钉固定在外壳体1a的aa凸圆台1a上。在本发明中，无论是凹肋条板2b1，还是凸肋条板2c1，肋条板的纵向宽a不得超过顶杆2a的轴向长b的十分之一(1/10)。应用本发明设计的一种基于磁致伸缩声波换能器的岩心驱替实验系统去完成岩心驱替测试时，能够对岩心模型实现岩心抽真空处理、饱和水处理、造束缚水处理和低频声波水驱处理。本发明设计的岩心驱替实验系统利用简单的设备能够保证采收率的提高，同时也保证了对岩心模型的处理精度。岩心抽真空处理本发明进行的岩心抽真空处理是用于对安装在岩心夹持器7内部的岩心模型进行抽真空，使岩心夹持器7内部的岩心模型在饱和水前呈负压状态，抽真空时间不低于24h，保证岩心模型的真空度达到真空泵8的最大真空度。在本发明中真空泵8最大真空度可以设置为－0.1mpa(即1×106pa)。如图1所示，岩心抽真空处理单元由真空泵8、a控制阀10a、岩心夹持器7、支撑架7a、b控制阀10b组成；其中，真空泵8与岩心夹持器7之间通过第一管道11a相连，且第一管道11a上设置有a控制阀10a，真空泵8上连接有负压表；其中，岩心夹持器7与流量计量器6之间通过第二管道11b相连，且第二管道11b上设置有b控制阀10b，在真空泵8对岩心夹持器7进行抽真空时，b控制阀10b必须关闭。岩心夹持器7用于安装岩心模型。支撑架7a用于调节岩心夹持器7的姿态，如水平、向上或者向下。饱和水处理本发明进行的饱和水处理是用于对安装在岩心夹持器7内部的岩心模型进行注水，使岩心模型压力由0mpa变为1mpa时完成饱和水。压力参数(0mpa或者1mpa)由柱塞泵9上的仪器显示出。如图1所示，饱和水处理单元由岩心夹持器7、d控制阀10d、柱塞泵9、a储液罐9a和声波辐射器2组成；岩心夹持器7与声波辐射器2之间通过第四管道11d相连，且第四管道11d上设置有d控制阀10d；声波辐射器2与柱塞泵9之间通过第五管道11e相连，柱塞泵9与a储液罐9a之间通过第六管道11f相连。在使用岩心抽真空处理单元对岩心夹持器7完成抽真空后，调节岩心夹持器7在支撑架7a上的姿态，使岩心夹持器7内部岩心模型的渗水端朝下摆放，打开d控制阀10d连通岩心夹持器7与柱塞泵9，打开a储液罐9a，向岩心模型内部岩心注水，水注入流速设为1～5cm3/min，待岩心模型压力到达设定值(1mpa)后，顺次关闭d控制阀10d和a储液罐9a。造束缚水处理本发明进行的造束缚水处理是用于对安装在岩心夹持器7内部的岩心模型进行注入模拟油(5号白油)，用模拟油驱替岩心模型中的水，直到驱替不出水为止，使岩心模型内部水呈束缚状态，计量驱出水的体积，得到岩心模型内部岩心的烃类孔隙体积和含油饱和度。如图1所示，造束缚水处理单元由b储液罐9b、柱塞泵9、c控制阀10c、岩心夹持器7组成；在使用饱和水处理单元对岩心夹持器7内部岩心模型注水完成之后，调节岩心夹持器7在支撑架7a上的姿态，使岩心夹持器7内部岩心模型的渗油端垂直朝上，打开c控制阀10c连通岩心夹持器7与柱塞泵9，打开b储液罐9b，向岩心模型内部岩心注入模拟油，模拟油注入速度设为0.1～0.5cm3/min；待岩心模型注油量达到设定值后，关闭c控制阀10c。低频声波水驱处理本发明进行的低频声波水驱处理是由柱塞泵9向岩心模型中注水来驱替岩心中的模拟油达到产油的目的。实验中，当水驱至不再产油，油层处于高含水状态，此时继续注水，同时利用换能单元的振动产生低频激励声波，通过水流作用于岩心模型，改善岩心模型内部的渗流情况，从而提高采收率。如图1所示，低频声波水驱处理单元由a储液罐9a、柱塞泵9、磁致伸缩声波换能器、d控制阀10d、岩心夹持器7、b控制阀10b和流量计量器6组成；其中，岩心夹持器7与流量计量器6之间通过第二管道11b相连，且第二管道11b上设置有b控制阀10b；岩心夹持器7与声波辐射器2之间通过第四管道11d相连，且第四管道11d上设置有d控制阀10d；声波辐射器2与柱塞泵9之间通过第五管道11e相连，柱塞泵9与a储液罐9a之间通过第六管道11f相连。本实验模拟高含水油层驱油过程，由柱塞泵9向岩心模型中注水来驱替岩心模型中的模拟油达到产油的目的。将岩心夹持器7姿态保持水平，打开接口处阀门(b控制阀、d控制阀)，柱塞泵9以2cm3/min的流速向亚克力管3内注水，同时磁致伸缩换能器执行器1以谐振频率启动工作，驱替至不再产油为止，记录阶段时间内的产油量和产水量。实施例1(1)水驱：将柱塞泵与岩心相连，岩心姿态调整为水平，注入水驱替岩心中的油层，驱替速度3cm3/min，持续注水驱替直到不再产油时停止，水驱采收率达到极限，岩心模型中的含水饱和度达到最大值。记录阶段时间产油量和产水量。(2)低频声波水驱：水驱完成后，将换能器装置与岩心通过阀门接口相连，岩心姿态保持水平，打开接口处阀门，以2cm3/min的流速向换能器封闭装置内注水，同时换能器以频率104hz、功率300w启动工作，打开岩心出口端阀门采收排出液体。功率300w驱替至注水总量达到一倍烃类孔隙体积时，将换能器调至500w继续驱替；500w驱替至注水总量达到两倍烃类孔隙体积时，将换能器调至700w功率驱替；700w功率下驱替至不再产油为止，记录阶段时间内的产油量和产水量。(3)岩心驱替结果分析岩心驱替(水驱+低频声波水驱)过程中的累积采出程度、产液含水率变化曲线见图5所示，在水驱基础上经过300w、500w和700w三种输入功率的低频声波水驱共计提高采收率7.14％，说明与单纯水驱相比低频声波水驱可以在一定程度上提高原油采收率。3个输入功率低频声波水驱所对应的提高采收率幅度分别为1.95％、2.35％和2.84％，说明在固定频率的条件下，低频声波水驱提高采收率的能力随输入功率的增加而增加。当前第1页12