专利名称：驱油体系滤过性能评价新型装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其是实验室用驱油体系滤过性能评价装置。
背景技术：
通过对聚合物溶液、PPG (Preformed Particle Gel)溶液等驱油体系性能的影响 因素进行分析研究，可以从宏观和微观上认识化学驱油体系的性能，为化学驱提高原油采 收率提供有力依据。聚合物溶液过滤因子即过滤比，是聚合物溶液性能的一项重要指标，过 滤因子能够反映聚合物溶液中少量不溶物对岩石堵塞程度的大小。过滤因子测量与计算原 理是在过滤过程中对样品液体施以0. 2MPa压力，通过3. 0微米微孔滤膜；若设Fa为过滤 因子(滤过比)，T1为滤出IOOmL样品液体的时间，Τ2为滤出200mL样品液体的时间，Τ3为 滤出300mL样品液体的时间，则Fa= (T3-T2) / (T2-T1)。对于新型的PPG预交联体驱油体 系，对不同颗粒尺寸的PPG溶液在不同压力、不同孔径滤网条件下滤过性能的测试，可以研 究PPG与地层岩心孔喉的配伍关系，这对PPG在矿场的应用是至关重要的。目前，现有滤过 性能评价设备存在着指标性能单一，只能测量特定滤过总量的过滤因子；缺乏评价PPG与 地层岩心孔喉配伍关系测试与研究的手段；自动化水平不高，需要人工计时；人为影响因 素多，重复性差，测量结果准确性和可靠性较差。
实用新型内容本实用新型的所要解决的技术问题是为克服现有技术的不足，提供一种设计合 理、工作性能可靠、测量精度高，能够对聚合物、PPG等驱油体系进行多项性能评价的驱油体 系滤过性能评价新型装置。本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是一种驱油体系滤过性能评价 新型装置，主要由装置主体、容器组件、容器密封组件、电路气路控制模块、重量流量计、烧 杯和容器放置支架组成。装置主体连接容器密封组件，容器密封组件连接容器组件，电路气 路控制模块设置于装置主体的后机罩内底盘上，重量流量计放置在装置主体的前机罩上， 电路气路控制模块连接重量流量计，烧杯放置于重量流量计上。容器组件取下后，可放置于 容器放置支架上。进一步地，重量流量计与计算机连接。进一步地，电路气路控制模块与计算机连接。进一步地，装置主体主要包括顶部上板、连接块、顶部下板、副导柱、前立柱、后立 柱、中间吊板、限位组件、后机罩、前机罩、主压力显示表、分气路压力显示表、分气路压力控 制按钮、前端支脚、电源与数据传输接口、底盘、地脚、后机罩盖、空气压缩机、放水器、气罐、 硅胶干燥剂过滤器、脱脂棉过滤器、中间隔板、过滤器支架。顶部上板、连接块、顶部下板、中 间吊板、后机罩、中间隔板、底盘顺序和前立柱及后立柱连接；气罐和过滤器支架分别与中 间隔板连接并设置在中间隔板下面，硅胶干燥剂过滤器和脱脂棉过滤器分别与过滤器支架连接；空气压缩机安装在底盘上；限位组件安装固定在中间吊板上表面，限位组件主要由 限位上板、拨动旋钮、限位销子、限位底板构成。容器组件主要包括容器上端头、容器筒、容器下端头、微型球阀、滤膜夹持器组件。 滤膜夹持器组件主要由过滤体上盖、过滤体下盖、放气手柄、夹持器扣组成。滤膜夹持器组 件用手即可松开，极大地方便了微孔滤膜的更换，放气手柄用来解决分气路内意外的压力 增大情况，例如分气路由于微孔滤膜严重阻塞导致压力太大。实验时，将容器组件放在容器 密封组件的支架托盘上，通过向前推动推动把手来封闭容器密封组件，在盖体内有一密封 圈，加压后盖体内的密封圈撑开进行密封以保持容器组件内恒压；实验完后，卸掉容器组件 内的压力，向后拉开推动把手，即可打开容器组件密封状态，可将容器组件取下，放置于容 器放置支架上。容器密封组件主要包括横支板、安全泄压阀、移动块、挡片、弹簧挂轴、弹簧调整 环、推动把手、转盘压体结构、卡爪转盘、卡爪、盖体、抱卡、抱卡固定块、托盘连接柱、支架托 盘，转盘压体结构通过一根耐高拉力拉簧挂在弹簧挂轴上。容器密封组件的移动块套在装 置主体的前立柱上，挡片与限位组件的限位销子配合使用以实现限位。电路气路控制模块主要包括主控制电路板、连接柱、控制器底板、支撑丝杆、气路 连接基座、压力传感器、电磁阀、气路连接块；电路气路控制模块安置在装置主体的后机罩 内底盘上，主气路与气罐相连通，2个电磁阀和一个压力传感器与气路连接块组成一个分气 路，分气路的压力通过2个电磁阀的通断来控制。详细气路控制原理图见附图13。电路气路控制模块的主控制电路板设有RS232数据线接口，通过RS232数据线可 与计算机连接，计算机在WINDOWS下运行专用的控制和测量软件，可以分别对四个测量单 元进行控制和数据采集，能实时显示时间_流量曲线和时间_总量曲线。重量流量计主要包括称重托盘、外壳、显示屏、控制按钮。重量流量计安置在装置 主体相应的前端支脚上，一头连接重量流量计的USB线穿过装置主体前方的小孔与电路气 路控制模块进行连接。重量流量计不仅可以和装置主体配套使用以计算并显示滤过时间和 过滤因子值，用USB线与计算机连接后还能单独测量不需要恒压下流体的过滤因子。控制 按钮用来调整和设置相关实验，显示屏上显示相应设置内容和实验结果等。本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置与现有技术相比，具有如下优点1、具有多功能、控制精度高。本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置不仅可以用于中国石油天然气股份 有限公司企业标准一Q/SY DQ0712-2000《驱油用部分水解聚丙烯酰胺技术要求》标准中 过滤因子的测量，还可以测量连续过滤比，也可用于毛细管剪切实验；同时，可以测试PPG 溶液与岩心孔喉的配伍关系，对不同颗粒尺寸的PPG溶液在不同压力、不同孔径滤网条件 下的滤过性能进行测试。本实用新型可同时独立进行四组过滤性能测试；主气路压力可 达0. 5Mpa，分气路压力范围在0-0. 3Mpa范围内可设定，控制精度高达IPSI，三种压力单位 MPa, Kg/cm2、PSI可选择；体积检测精度高达0. 5ml ；总测量时间不低于100小时，精度0. 1 秒，满足长时间的实验要求。2、容器组件密封功能独特，使用方便。容器组件的密封采用舱盖式密封结构，通过推拉推动把手进行容器上盖的开启与 密封，使得容器组件安装、拆卸、加注液体既方便又省力。用手向后拉开推动把手，推动把手向后拉的作用传到转盘压体结构上，先使卡爪旋转打开，之后转盘压体结构、卡爪转盘、卡 爪、盖体向上移动一小段距离以使容器组件可以放到容器密封组件上，完成容器密封组件 的打开；容器组件放置于容器密封组件上后，用手向前推推动把手，推动把手向前推的作用 传到转盘压体结构上，先使转盘压体结构、卡爪转盘、卡爪、盖体向下移动一小段距离，之后 卡爪旋转关闭，完成容器密封组件的密封，在盖体内有一密封圈，加压后盖体内的密封圈撑 开进行密封以保持容器组件内恒压。3、结构合理、操作方便。为满足毛细管剪切实验的要求，容器组件设计成具有垂直方向移动的功能，容器 组件与容器密封组件一起进行移动。容器密封组件的移动块套在前立柱上，一只手扶着容 器密封组件进行垂直方向位置调整，另一只手拨动拨动旋钮使限位销子卡在合适位置的挡 片上，通过挡片与限位组合的限位销子来完成限位。4、采用计算机程序控制数据采集处理系统，自动化程度高。本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置通过RS232数据线接口能与计算机 连接通信，在WINDOWS操作环境下运行专用的控制和测量软件，可以分别对四个测量单元 进行控制和数据采集，能实时显示时间-流量曲线和时间_总量曲线；能打印时间_流量曲 线、时间-总量曲线、并标出过滤因子。5、仪器结构布局合理，操作平台流畅合理，整机外形美观。总之，本实用新型实施例驱油体系滤过性能评价新型装置，具有多功能，能应用于 聚合物、PPG等驱油体系的性能评价，还可以进行毛细管剪切，以及对聚合物进行包括过滤 因子、连续过滤比等多项参数评价；控制精度高；结构合理、操作方便等优点和效果。
图1是本实用新型实施例驱油体系滤过性能评价新型装置的结构分解示意图；图2是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置整机四位安装示意图；图3是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置主体的结构示意图；图4是图3的驱油体系滤过性能评价新型装置主体的另一方向的结构示意图；图5是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置机箱的结构示意图；图6是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置机箱内部的结构示意图；图7是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置容器组件的结构示意图；图8是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置重量流量计的示意图；图9是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置电路气路控制模块的结构示 意图；图10是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置容器密封组件的结构示意 图；图11是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置带容器组件的容器密封组件 结构示意图；图12是限位组件的结构示意图；图13是本实用新型驱油体系滤过性能评价新型装置的气路控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图图1至图13对本实用新型作进一步说明。一种实验室用驱油体系 滤过性能评价新型装置，主要由装置主体1、容器组件2、容器密封组件3、电路气路控制模 块4、重量流量计6、烧杯7和容器放置支架5组成。装置主体1连接容器密封组件3，容器 密封组件3连接容器组件2，电路气路控制模块4设置于装置主体1的底盘上并连接重量流 量计6，重量流量计6安置在装置主体1的前机罩上，烧杯7放置于重量流量计6上；重量 流量计6与计算机可以直接连接(图中未画出)；电路气路控制模块4也可以与计算机连 接；容器组件2取下时，可放置于容器放置支架5上。装置主体1主要包括顶部上板11、连接块12、顶部下板13、副导柱14、前立柱15、 后立柱16、中间吊板17、限位组合18、后机罩19、前机罩110、主压力显示表111、分气路压 力显示表112、分气路压力控制按钮113、前端支脚114、电源与数据传输接口 115、底盘116、 地脚117、后机罩盖118、空气压缩机119、放水器120、气罐121、硅胶干燥剂过滤器122、脱 脂棉过滤器123、中间隔板124、过滤器支架125。顶部上板11、连接块12、顶部下板13、中 间吊板17、后机罩19、中间隔板124、底盘116顺序和前立柱15及后立柱16连接；气罐121 和过滤器支架125分别与中间隔板124连接并设置在中间隔板124下面，硅胶干燥剂过滤 器122和脱脂棉过滤器123分别与过滤器支架125连接；空气压缩机119安装在底盘116 上；限位组件18安装固定在中间吊板17上表面，限位组件18主要由限位上板181、拨动旋 钮182、限位销子183、限位底板184构成。容器组件2主要包括容器上端头21、容器筒22、容器下端头23、微型球阀24、滤膜 夹持器组件25。滤膜夹持器组件25主要由过滤体上盖、过滤体下盖、放气手柄、夹持器扣组 成。滤膜夹持器组件用手即可松开，极大地方便了微孔滤膜的更换，放气手柄用来解决分气 路内意外的压力增大情况，例如分气路由于微孔滤膜严重阻塞导致的压力太大。实验时，将 容器组件2放在容器密封组件3的支架托盘315上，通过向前推动推动把手37来封闭容器 密封组件3，在盖体311内有一密封圈，加压后盖体311内的密封圈撑开进行密封以保持容 器组件2内恒压；实验完后，卸掉容器组件2内的压力，向后拉开推动把手37，即可打开容 器组件2密封状态，可将容器组件2取下，放置于容器放置支架5上。容器密封组件3主要包括横支板31、安全泄压阀32、移动块33、挡片34、弹簧挂轴 35、弹簧调整环36、推动把手37、转盘压体结构38、卡爪转盘39、卡爪310、盖体311、抱卡 312、抱卡固定块313、托盘连接柱314、支架托盘315，转盘压体结构38通过一根耐高拉力拉 簧挂在弹簧挂轴35上。容器密封组件3的移动块33套在装置主体1的前立柱15上，挡片 34与限位组件18的限位销子183配合使用以限位。电路气路控制模块4主要包括主控制电路板41、连接柱42、控制器底板43、支撑丝 杆44、气路连接基座45、压力传感器46、电磁阀47、气路连接块48 ；电路气路控制模块4安 置在装置主体1的后机罩19内底盘116上。主气路与气罐121相连通，2个电磁阀47和一 个压力传感器46与气路连接块48组成一个分气路，分气路的压力通过2个电磁阀47的通 断来控制。详细气路控制原理图见图13。重量流量计6主要包括称重托盘61、外壳62、显示屏63、控制按钮64。重量流量 计6安置在装置主体1相应的前端支脚114上，一头连接重量流量计6的USB线穿过装置 主体1前方的小孔与电路气路控制模块4进行连接。重量流量计6不仅可以和装置主体1
6配套使用以计算并显示滤过时间和过滤因子值，用USB线与计算机连接后还能单独测量不 需要恒压下流体的过滤因子。控制按钮64用来调整和设置相关实验，显示屏63上显示相 应设置内容和实验结果等。 电路气路控制模块4的主控制电路板41设有RS232数据线接口，通过RS232数据 线可与计算机连接，计算机在WINDOWS下运行专用的控制和测量软件，可以分别对四个测 量单元进行控制和数据采集，能实时显示时间-流量曲线和时间_总量曲线。
权利要求一种驱油体系滤过性能评价新型装置，其特征在于包括装置主体(1)、容器组件(2)、容器密封组件(3)、电路气路控制模块(4)、重量流量计(6)、烧杯(7)和容器放置支架(5)；装置主体(1)连接容器密封组件(3)，容器密封组件(3)连接容器组件(2)，电路气路控制模块(4)设置于装置主体(1)的后机罩内底盘上，重量流量计(6)放置在装置主体(1)的前机罩上，电路气路控制模块(4)连接重量流量计(6)，烧杯(7)放置于重量流量计(6)上。
2.如权利要求1所述的驱油体系滤过性能评价新型装置，其特征在于重量流量计(6) 与计算机连接。
3.如权利要求1所述的驱油体系滤过性能评价新型装置，其特征在于电路气路控制 模块(4)与计算机连接。
4.如权利要求1或2或3所述的驱油体系滤过性能评价新型装置，其特征在于装置 主体(1)包括顶部上板(11)、连接块(12)、顶部下板(13)、副导柱(14)、前立柱(15)、后立 柱(16)、中间吊板(17)、限位组件(18)、后机罩(19)、前机罩(110)、主压力显示表(111)、 分气路压力显示表(112)、分气路压力控制按钮(113)、前端支脚(114)、电源与数据传输接 口(115)、底盘(116)、地脚(117)、后机罩盖(118)、空气压缩机(119)、放水器(120)、气罐 (121)、硅胶干燥剂过滤器(122)、脱脂棉过滤器(123)、中间隔板(124)、过滤器支架(125)； 顶部上板(11)、连接块(12)、顶部下板(13)、中间吊板(17)、后机罩(19)、中间隔板(124)、 底盘(116)顺序和前立柱(15)及后立柱(16)连接；气罐(121)和过滤器支架(125)分别 与中间隔板(124)连接并设置在中间隔板(124)下面，硅胶干燥剂过滤器(122)和脱脂棉 过滤器(123)分别与过滤器支架(125)连接；空气压缩机(119)安装在底盘(116)上；限位 组件(18)安装固定在中间吊板(17)上表面，限位组件(18)主要由限位上板(181)、拨动旋 钮(182)、限位销子(183)、限位底板(184)构成；容器组件(2)包括容器上端头(21)、容器筒(22)、容器下端头(23)、微型球阀(24)、 滤膜夹持器组件(25)；滤膜夹持器组件(25)由过滤体上盖、过滤体下盖、放气手柄、夹持器 扣组成；容器密封组件(3)包括横支板(31)、安全泄压阀(32)、移动块(33)、挡片(34)、弹簧挂 轴(35)、弹簧调整环(36)、推动把手(37)、转盘压体结构(38)、卡爪转盘(39)、卡爪(310)、 盖体(311)、抱卡(312)、抱卡固定块(313)、托盘连接柱(314)、支架托盘(315)，转盘压体 结构(38)通过一根耐高拉力拉簧挂在弹簧挂轴(35)上；容器密封组件(3)的移动块(33) 套在装置主体(1)的前立柱(15)上，挡片(34)与限位组件(18)的限位销子(183)配合使 用；电路气路控制模块(4)包括主控制电路板(41)、连接柱(42)、控制器底板(43)、支撑丝 杆(44)、气路连接基座(45)、压力传感器(46)、电磁阀(47)、气路连接块(48)；电路气路控 制模块(4)安置在装置主体(1)的底盘(116)上；主气路与气罐(121)相连通，2个电磁阀 (47)和一个压力传感器(46)与气路连接块(48)组成一个分气路；重量流量计(6)包括称重托盘(61)、外壳(62)、显示屏(63)、控制按钮(64)；重量流量 计(6)安置在装置主体(1)相应的前端支脚(114)上，连接重量流量计(6)的USB线穿过 装置主体(1)前方的小孔与电路气路控制模块(4)进行连接。
专利摘要本实用新型公开了一种驱油体系滤过性能评价新型装置，应用于聚合物性能评价，可以进行毛细管剪切，以及对聚合物进行包括过滤因子、连续过滤比等多项参数评价；还可应用于预交联体即PPG溶液的性能评价，可以进行PPG的滤过能力和颗粒尺寸与岩心孔喉配伍关系测试。该装置，包括装置主体、容器组件、容器密封组件、电路气路控制模块、重量流量计、烧杯和容器放置支架；装置主体连接容器密封组件，容器密封组件连接容器组件，电路气路控制模块设置于装置主体的后机罩内底盘上，重量流量计放置在装置主体的前机罩上，电路气路控制模块连接重量流量计，烧杯放置于重量流量计上。本实用新型装置设计合理，结构简单，能为聚合物的多项性能评价提供可靠的理论依据。
文档编号G01N15/00GK201689031SQ201020169308
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者宋新旺, 崔晓红, 张继超, 曹绪龙, 李向良, 王京群, 王雷, 祝仰文, 赵华, 陈晓彦 申请人:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院;美国Cng公司