一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置及方法与流程

本发明涉及实验装置技术领域，具体涉及一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置及方法。

背景技术：

岩心驱替是室内进行储层保护实验、渗流实验及各种储层评价实验常用的实验方法。由于进行岩心驱替时，常用各种高精度恒流、恒压泵进行驱替，而驱替介质往往具有腐蚀性，如果直接采用恒流、恒压泵进行驱替会对恒流、恒压泵的精度造成影响或损坏恒流、恒压泵，因此常常采用活塞式中间容器进行过度，实验介质装在中间容器上部，由恒流、恒压泵驱替干净的无腐蚀性的介质来顶替活塞式中间容器上部的实验介质进行驱替。由于驱替用活塞式中间容器为高压容器，设计时体积一般不会太大，为了满足实验需要实验室常常采用多组中间容器并联使用。这样使得所有驱替类实验装置体积比较大，占用了很大的实验室空间，而且装置管路众多容易发生泄漏，而且操作也不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置，包括中间容器、补液系统、驱替系统和控制系统；

所述中间容器由一受驱动往复运动的活塞将内部腔体分隔上下两部分，在中间容器的上端设有实验介质出入口，下端设有驱替介质出入口；所述实验介质出入口通过管路与实验系统相连，所述驱替介质出入口通过管路与排液池相连；在所述活塞内置有磁铁，所述实验介质出入口和驱替介质出入口处绕有线圈并连接安装有采集线圈内电流变化的第一电磁信号采集器和第二电磁信号采集器；

所述补液系统包括空压机和补液容器，所述空压机通过管路与补液容器的入口端相连通，所述补液容器的出口端通过管路与所述实验介质出入口相连通；

所述驱替系统包括驱替泵，所述驱替泵通过管路与驱替介质出入口相连通；

所述控制系统包括控制器以及受控于控制器用于控制各管路开关的阀门，所述第一电磁信号采集器和第二电磁信号采集器分别与控制器相连。

在上述技术方案中，所述阀门包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀和第四气动阀，所述第一气动阀设置于所述补液容器与所述实验介质出入口之间的管路上，所述第二气动阀设置于所述实验介质出入口与所述实验系统之间的管路上，所述第三气动阀设置于所述驱替介质出入口与所述排液池之间的管路上，所述第四气动阀设置于所述驱替介质出入口与所述驱替泵之间的管路上。

在上述技术方案中，所述补液容器上设置有排气阀。

在上述技术方案中，所述驱替介质出入口与所述驱替泵之间的管路上设置有压力传感器用于采集驱替介质进入中间容器的压力，所述压力传感器与所述控制器相连，使控制器可以收集压力传感器的压力数值。

在上述技术方案中，所述控制系统还可包括设置于驱替介质出入口和实验介质出入口的流量计和计时器，实时采集流量信息。

一种驱替用活塞式中间容器自动补液方法，包括以下步骤：

步骤一、第二气动阀、第四气动阀开启，第一气动阀、第三气动阀关闭，驱替泵使驱替介质由底部进入中间容器推动活塞上方的实验介质进入到实验系统中发生反应；当实验介质全部排出时，活塞到达中间容器的最上端，活塞与线圈产生电磁反应，该信号由第一电磁信号采集器采集并发送至控制器；

步骤二、控制器收到信号后控制：第二气动阀关闭，记录下此时中间容器下部压力传感器的压力值，然后第四气动阀关闭、第一气动阀、第三气动阀开启，进行补液，实验介质由补液容器通过实验介质出入口进入中间容器，推动活塞下移，驱替介质由驱替介质出入口排出进入到排液池；当驱替介质全部排出时，活塞到达中间容器的最下端，活塞与线圈产生电磁反应，该信号由第二电磁信号采集器采集并发送至控制器；控制器收到信号后控制：第一气动阀、第三气动阀关闭，第四气动阀开启，当压力传感器的压力达到补液前所记录的压力值后，第二气动阀开启，重复步骤一，往复进行直至驱替实验结束。

本发明的优点和有益效果为：

本发明所述一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置可以在中间容器中介质驱替完后，自动对中间容器进行补液，然后继续进行驱替实验，不需要人工干预，不需要采用多组中间容器，不但减少了实验人员的劳动强度，也大大减少了设备的占地空间，简化了仪器流程，减少了漏点位置，更便于驱替实验的开展。

附图说明

图1是本发明连接结构示意图。

其中：1为空压机，2为电磁阀，3为控制器，4为排气阀，5为第一气动阀，6为第二气动阀，7为实验系统，8为第一电磁信号采集器，9为中间容器，10为第二电磁信号采集器，11为第三气动阀，12为第四气动阀，13为驱替泵，14为压力传感器，15为补液容器。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种驱替用活塞式中间容器自动补液装置，包括中间容器9、补液系统、驱替系统和控制系统；

所述中间容器由一受驱动往复运动的活塞将内部腔体分隔上下两部分，在中间容器的上端设有实验介质出入口，下端设有驱替介质出入口；所述实验介质出入口通过管路与实验系统7相连，所述驱替介质出入口通过管路与排液池相连；在所述活塞内置有高强磁铁，所述实验介质出入口和驱替介质出入口处绕有线圈并连接安装有采集线圈内电流变化的第一电磁信号采集器8和第二电磁信号采集器10；

所述补液系统包括空压机1和补液容器15，所述空压机通过管路与补液容器的入口端相连通，所述补液容器的出口端通过管路与所述实验介质出入口相连通；所述补液容器上设置有排气阀4。

所述驱替系统包括驱替泵13，所述驱替泵通过管路与驱替介质出入口相连通；

所述控制系统包括控制器3以及受控于控制器用于控制各管路开关的阀门，所述阀门包括第一气动阀5、第二气动阀6、第三气动阀11和第四气动阀12，所述第一气动阀设置于所述补液容器与所述实验介质出入口之间的管路上，所述第二气动阀设置于所述实验介质出入口与所述实验系统之间的管路上，所述第三气动阀设置于所述驱替介质出入口与所述排液池之间的管路上，所述第四气动阀设置于所述驱替介质出入口与所述驱替泵之间的管路上；所述第一电磁信号采集器和第二电磁信号采集器分别与控制器相连。

所述驱替介质出入口与所述驱替泵之间的管路上设置有压力传感器14，用于采集驱替介质进入中间容器的压力，所述压力传感器与所述控制器相连，使控制器可以收集压力传感器的压力数值。

所述控制系统还可包括设置于驱替介质出入口和实验介质出入口的流量计和计时器，实时采集流量信息。

实施例2

驱替时，先将补液容器和中间容器中注满驱替介质，打开第四气动阀12和第二气动阀6，启动驱替泵13进行驱替，当驱替泵将中间容器中的实验介质驱替完后，中间容器的活塞移动至中间容器上部，此时上部第一电磁信号采集器8会感应到信号，并将信号反馈至控制器，控制器先自动控制关闭第二气动阀6，同时记录下此时中间容器下部压力传感器的压力值，通过空压机气压自动将补液容器中的实验介质注入至中间容器的上部，同时将中间容器底部的干净介质通过第三气动阀11排出，适当中间容器注满时，中间容器活塞移动至中间容器底部，此时下部第二电磁信号采集器10同样会感应到信号，并将信号反馈至控制器，控制器先控制关闭电磁阀2、第一气动阀5和第三气动阀11，当压力传感器的压力达到补液前所记录的压力值后，自动打开第二气动阀6继续进行驱替。如下次反复直至驱替实验结束。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。