专利名称：用于检测支撑剂渗透时间的测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及支撑剂的阻液性能测试设备，具体涉及一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪。
背景技术：
在油气井的开发过程中，由于地层压力的不断下降，导致边水推进和底水上升，力口之压裂、酸化、注水等增产增注作业,造成生产井的油气含水率升高,甚至达到90%以上，这不仅使开采效率下降，同时使油气田污水处理量急剧上升，消耗大量的人力、物力。具有选择性阻液性能的支撑剂是压裂过程中注入地层、用于支撑裂缝、提高裂缝导流能力的一种具有阻液特性的材料，可以明显降低油气井的出水率，提高油气产量。阻液性能是指，支撑剂在常压堆积时阻碍液体通过的能力，可以用阻碍液体渗透通过的时间来表示，即渗透时间，来表示。石油天然气行业标准及中石油、中石化等大型企业的企业标准中没有统一规定支撑剂之阻液性能的测试指标、仪器等。中国专利文献CN201697857U公开了一种用于压裂支撑剂的检测装置，包括导流器，该导流器包括壳体和移动压板，壳体内限定有用于容纳压裂支撑剂的容腔，壳体上设置入口和出口，移动压板能够做线性移动；至少第一液体供给装置和第二液体供给装置通过阀门与所述入口连接，该阀门可选择地控制第一液体供给装置和第二液体供给装置中的一个与入口相通；流量计量装置，用于测量从出口流出的液体的流量；和控制器，该控制器与第一液体供给装置、第二液体供给装置和流量计量装置电连接。该现有技术中的检测装置，流量计量装置检测能够通过容腔的液体的流量，以此来评价支撑剂对水和油品的渗透能力。一定时间内，流量愈大，说明支撑剂的渗透能力越差，反之，支撑剂的渗透能力越好；流量一定，渗透时间越长，说明支撑剂的渗透能力越好，反之，说明支撑剂的渗透能力越差。上述检测装置部分模拟地层条件，但是过程繁琐，操作复杂，而且不同支撑剂在常压下的渗透时间反映出的渗透能力的好坏与在闭合压力下渗透时间反映出的渗透能力好坏一致。另夕卜，上述检测装置仅从渗透过支撑剂的液体流量角度评价了支撑剂的渗透能力，未提及渗透时间及其测量装置，结果不够直观。
实用新型内容为此，本实用新型所要解决的是现有技术的检测装置检测过程繁琐、操作复杂，未提及渗透时间的问题，提供一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，所述测试仪包括:测量装置，包括用于盛放待测支撑剂的装料部和位于所述装料部上方用于容置测试液体的装液部，所述装液部与外界导通，所述装料部采用疏水材质制造，所述测量装置还包括用于支撑所述待测支撑剂的透气底座；上液位感应器，用于埋在所述待测支撑剂中距离上表面附近位置处；[0009]下液位感应器，用于埋在所述待测支撑剂中所述上液位感应器以下预定位置处；处理器，所述处理器分别与所述上液位感应器、所述下液位感应器相接，用于接收所述上液位感应器和所述下液位感应器发出的信号，并得到所述上液位感应器和所述下液位感应器感应到液体的时间，所述下液位感应器感应到液体的时间与所述上液位感应器感应到液体的时间间隔即为渗透时间。作为一种可实施方式，所述测试仪还包括进液装置，所述进液装置设置有阀门和出液管，其中，所述阀门与所述处理器相连，所述处理器控制所述阀门打开和关断；所述出液管的出液端伸入到所述装料部的顶部附近。作为一种可实施方式，所述进液装置还包括恒流泵，用于将所述测试液体泵入所述测量装置，所述恒流泵的泵入速度为60-80ml/min。作为一种可实施方式，所述测量装置的透气底座为筛网式底座。作为一种可实施方式，还包括使用时置于所述装料部中所述待测支撑剂上表面用于稳流的滤纸。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:本实用新型的用于检测支撑剂渗透时间的测试仪包括测量装置、上液位感应器、下液位感应器和处理器，将水注入装有一定量支撑剂的测量装置时，上、下液位感应器感应到液体的时间间隔即为渗透时间。本实用新型无需模拟地层条件，在常压状态下即可完成测试，测试仪器相对较少，测试步骤简单；而且，直观地测试出测试液体通过预定充填厚度的待测支撑剂的渗透时间这一阻液性能指标，以此作为参照，可以方便、直观、准确地评估支撑剂的阻液性能；不同类型的支撑剂采用本实用新型的测试仪和待测液体，并保证埋入的待测液体渗透的充填厚度相同，即可得出不同支撑剂的渗透时间，渗透时间越长，表明阻液性能越好，渗透时间越短，表明阻液性能越差。本实用新型通过将进液装置出液管的出液端伸入到装料部的附近，使得出液端的流出的液体的速度和到达支撑剂表面的液体速度相同，避免出液端过高带给支撑剂过大的冲击。通过设置恒流泵，在实现自动进液的同时，还提供稳定的液体流速，避免流速变化冲散支撑剂，保证测量结果准确。通过设置滤纸可以过滤测试液体中的不溶性杂质，同时，分散液体，起到稳流作用，避免将支撑剂冲散，影响检测结果。在量筒底部设置有筛网式底座，使量筒上下通气，避免注入液体时，量筒内封闭有气体，待测液体无法通过，无法完成实验。在检测前将待测支撑剂烘干，避免待测支撑剂本身因为潮湿而影响阻液性能。经过多次检测，获取渗透时间的平均值，避免因为操作原因引起测量结果误差过大。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中:图1为本实用新型的第一个实施例的用于检测待测支撑剂渗透时间的测试仪的结构示意图；图2为本实用新型的第二个实施例的用于检测待测支撑剂渗透时间的测试仪的结构示意图；图中附图标记表示为:101-第一储液箱，102-恒流泵，103-上定制量筒，104-第一处理器，105-出液口，106-测温计，107-液位指示器，108-通气孔，109-第一上液位感应器，110-第一下液位感应器，111-筛网式底座，112-下定制量筒，201-—体式定制量筒，202-第二上液位感应器，203-第二处理器，204-出液管，205-第二储液箱，206-阀门，207-第二下液位感应器。
具体实施方式
实施例一,参见图1所示:一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，包括:第一储液箱101 ;所述第一储液箱101内部设置有用于测量所述第一储液箱101内液体的温度的测温计106 ;所述第一储液箱101外部设置有用于显示所述第一储液箱101内液位的液位指示器107。在第一储液箱101内设置测温计106可以获取测试液体的温度，以便测得支撑剂对不同温度的液体的渗透能力；设置液位指示器107，可以显示第一储液箱101内的液位高度，以便适时调整第一储液箱101内液位高度，避免液位过高或过低使气体泵入测量装置。进液装置，所述进液装置设置有阀门、出液管和恒流泵102 ;所述出液管的出液端伸入到所述装料部的顶部附近。进液装置的进液口与所述第一储液箱101的出液口 105相连。所述恒流泵102用于将所述测试液体泵入测量装置，所述恒流泵102的泵入速度为60-80ml/min。通过设置恒流泵102，在实现自动进水的同时还提供了平稳的水流，避免水流速忽快忽慢，冲散支撑剂，造成测量结果不准确。但是本实用新型不限于使用恒流泵102，其他能够实现控制液体流速的装置也可以适用。测量装置，包括用于盛放待测支撑剂的装料部和位于所述装料部上方用于容置测试液体的装液部，所述装液部与外界导通，所述装料部采用疏水材质制造，所述测试装置还包括用于支撑所述待测支撑剂的透气底座。本实施例中，所述装料部和装液部分别采用两个透明定制量筒:上定制量筒103和下定制量筒112，所述上定制量筒103和所述下定制量筒112的外壁上均有高度刻度，所述上定制量筒103作为装液部，所述下定制量筒112作为装料部，所述下定制量筒112采用普通疏水材质，以避免液体流入时液流沿定制量筒侧壁流下，影响检测结果。其中，所述上定制量筒103两端开口，所述下定制量筒112 —端开口，另一端具有用于支撑所述待测支撑剂的筛网式底座111 ;所述上定制量筒103和所述下定制量筒112上下相对设置，所述上定制量筒103和所述下定制量筒112之间相接的外壁上设置有卡槽和封扣，并且由弹性密封圈密封，避免注入测试液体时，测试液体由此处流出，影响测量结果；所述进液装置的出液管由上定制量筒103顶部伸入，且由橡胶塞固定，以避免在液体流动时，出液管晃动，流速变化，冲击支撑剂，影响测试结果。所述上定制量筒103的顶部即橡胶塞上还设置有通气孔，以便于与大气导通，保证测试在常压下进行。所述下定制量筒112底部设置有筛网式底座111，使下定制量筒112与大气导通，从而排除筒内气压对测试的影响。筛网式底座111其孔均匀且规格较多，其孔的大小以不泄露支撑剂为准，例如，如支撑剂为20/40目，则筛网应选用50目甚至更细；如支撑剂为30/50目，则筛网应选用70目甚至更细。在本实施例中，所述上定制量筒103和下定制量筒112内径均为50毫米，且下定制量筒高度为150mm，便于保证多次检测时测试液体流过的支撑剂的充填厚度相同。[0028]第一上液位感应器109，用于埋在所述待测支撑剂中距离上表面2mm位置处，且全部埋在所述待测支撑剂中未露出；第一下液位感应器110，用于埋在所述待测支撑剂中距离下表面2mm位置处；第一处理器104，所述处理器分别与所述第一上液位感应器109、所述下第一下液位感应器110相接，接收所述第一上液位感应器109和所述第一下液位感应器110发出的信号，并记录所述第一上液位感应器109和所述第一下液位感应器110感应到液体的时间，所述第一下液位感应器110感应到液体的时间与所述第一上液位感应器109感应到液体的时间差即为渗透时间。同时，所述第一处理器104与所述阀门相连，所述第一处理器104控制所述阀门打开和关断。滤纸，使用时置于所述装料部中所述待测支撑剂上表面，用于稳流，主要通过将液体分散到所述待测支撑剂更大面积上，起到稳流作用，避免液体仅作用于很小面积的支撑上而将支撑剂冲散，保证检测条件和检测结构的准确性；还可以过滤测试液体中的不溶性杂质。作为本实用新型上述实施例的一种变形，所述储液箱采用透明材料制造，并在外壁上刻有刻度，取消液位指示器的设置。上述测试仪的使用方法，包括如下步骤:S1:将待测支撑剂置入下定制量筒112内，并将所述待测支撑剂的上表面刮平并铺装滤纸，在装料的过程中，将第一上液位感应器109埋入所述测试支撑剂中距离上表面2mm位置处，将所述下第一下液位感应器110埋入所述测试支撑剂中距离下表面2mm位置处(所述第一上液位感应器109和第一下液位感应器110之间的距离即为支撑剂的充填厚度，在本实施例中，待测支撑剂的充填厚度为146mm)，并分别将所述第一上液位感应器109和所述第一下液位感应器110与第一处理器104相连；然后将所述上定制量筒103与下定制量筒112下定制量筒112相对设置，并在所述上定制量筒103和所述下定制量筒112之间相接的外壁上设置有卡槽和封扣，最后由弹性密封圈密封，保证所述上定制量筒103与下定制量筒112连接处完全密封；S2:将测试液体通过恒流泵以60-80ml/min速度持续注入所述上定制量筒103 ；同时，所述第一处理器104接收所述第一上液位感应器109的信号，并记录所述第一上液位感应器109感应到有液体的时间，并在所述第一上液位感应器109感应到有液体时停止向所述装液部注入测试液体；此时，所述上定制量筒103里的液体高度即为所述待测支撑剂的阻液高度；S3:记录所述第一下液位感应器110感应到有液体第一处理器104的时间；S4:计算所述第一下液位感应器110感应到液体的时间和所述第一上液位感应器109感应到液体的时间差，所述时间差即为渗透时间。渗透时间是指，一定量的液体渗透流过一定充填厚度的支撑剂所需的时间。在本实施例中，采用水作为测试液体。在上述检测过程中，当水进入所述上定制量筒103，由于支撑剂的阻水作用，所述上定制量筒103内水位开始上升，当上升到阻液高度时，在水的压强之下，支撑剂开始渗透水，所述第一上液位感应器109感应到水时发出信号，所述处理器103接收到所述第一上液位感应器109的信号时，停止进水，静置支撑剂，当所述第一下液位感应器110感应到水时，所需要的时间即为渗透时间。[0039]在所述步骤S2中，所述第一上液位感应器109的埋入位置应为预设位置，不能随意更改，否则影响测试重复性。第一上液位感应器109应位于支撑剂上表面下2mm处左右。由于支撑剂呈常压松散态，故易被外界压力冲散，进而导致测试结果不准或测试失败，所以第一上液位感应器109不宜埋入过浅；由于渗透时间本身是度量支撑剂常压阻碍水通过的能力，如有明显渗透，则已超出其渗透时间的范围，故第一上液位感应器109不宜埋入过深；综合考虑的话，以2mm处为宜，既可保证测量正常进行，又不至于明显渗透。至于下第一下液位感应器110的埋藏深度，主要基于“渗透时间”的概念，即保证水透过一定充填厚度的支撑剂，本实施例中选择第一下液位感应器110位于装料部底面以上2mm处，也可以根据需要选择其它位置，只要保证上液位感应器和下液位感应器感应出的时间有差别即可，为保证不同支撑剂的渗透时间的测试数据的可比性，在测试不同支撑剂渗透时间时，不同支撑剂的充填厚度应保持一致。作为上述方法的一个变形，在所述步骤SI之前，还包括对所述待测支撑剂进行烘干并冷却至室温的步骤。烘干最好在105°C，时间为I小时左右；冷却时必须置于干燥器内冷却，防止水汽凝结在支撑剂表面，影响检测结果。作为本实用新型的其它实施例的测试方法，还包括多次重复步骤SI至步骤S4，重复步骤SI至步骤S4的次数最好在五次以上，分别获得五个以上渗透时间值，舍弃明显偏离真实值的个别数据点，并求出其余渗透时间的平均值作为最终的渗透时间。实施例二，参见图2所示:本实用新型的一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，包括:第二储液箱205，所述第二储液箱205外壁采用透明材料制造，且所述外壁上刻有高度刻度，可以实时观察所述第二储液箱内的储液量，以便适时调整所述第二储液箱205内的储液量，以免第二储液箱205内液位过高液体溢出或液位过低有气体注入测量装置。进液装置，所述进液装置设置有阀门206和出液管204，所述出液管的出液端伸入到装料部的顶部附近。进液装置的进液口与所述第二储液箱205的出液口相连。测量装置，包括用于盛放待测支撑剂的装料部和位于所述装料部上方用于容置测试液体的装液部，所述装液部与外界导通，所述装料部采用疏水材质制造，所述测试装置还包括用于支撑所述待测支撑剂的透气底座。本实施例中，所述测量装置采用一体式定制量筒201，所述一体式定制量筒201的下半部分作为装料部，所述一体式定制量筒201的上半部分作为装液部，装入支撑剂的厚度不限于一体式定制量筒201的1/2处，可以根据实据需要置入一定充填厚度的支撑剂，只要保证多次检测在同一条件下即可。所述一体式定制量筒201作为装料部的下半部分采用普通疏水材质，以避免液体流入时液流沿定制量筒侧壁流下，影响检测结果。其中，所述一体式定制量筒201的底座上开有通气孔，使一体式定制量筒201下端与大气导通，排除筒内气压对测试的影响，所述通气孔的尺寸能够保证使支撑剂不泄露即可，可以设置一个通气孔或者多个通气孔。所述进液装置的出液管由所述一体式定制量筒201上端伸入，在测试时，尽量保证出液管稳定不晃动，以免液体流动时，出液管晃动，冲击支撑剂。第二上液位感应器202，埋在所述待测支撑剂中距离上表面2mm位置处；且全部埋在所述待测支撑剂中未露出；第二下液位感应器207，埋在所述待测支撑剂中距离下表面2mm位置处；[0050]第二处理器203，所述第二处理器203分别与所述第二上液位感应器202、所述第二下液位感应器207相连，接收所述第二上液位感应器202和所述第二下液位感应器207发出的信号，并记录所述第二上液位感应器202和所述第二下液位感应器207感应到液体的时间，所述第二下液位感应器207感应到液体的时间与所述第二上液位感应器202感应到液体的时间差即为渗透时间。同时，所述第二处理器203与所述阀门206相连，所述第二处理器203控制所述阀门206的打开和关断。滤纸，使用时置于所述装料部中所述待测支撑剂上表面，用于稳流，主要通过将液体分散到所述待测支撑剂更大面积上，起到稳流作用，避免液体仅作用于很小面积的支撑上而将支撑剂冲散，保证检测条件和检测结构的准确性；还可以过滤测试液体中的不溶性杂质。上述测试仪的使用方法，包括如下步骤:Tl:将待测支撑剂置入一体式定制量筒201内，达到一体式定制量筒201的1/2高度，并将所述待测支撑剂的上表面刮平并铺装滤纸，在装料的过程中，将第二上液位感应器202埋入所述测试支撑剂中距离上表面2mm位置处，将所述第二下液位感应器207埋入所述测试支撑剂中距离下表面2mm位置处，并分别将所述第二上液位感应器202和所述第二下液位感应器207与处理器相连；T2:将测试液体持续注入所述装液部；同时，所述第二处理器203接收所述第二上液位感应器202的信号，并记录所述第二上液位感应器202感应到有液体的时间，并在所述第二上液位感应器202感应到有液体时停止向所述装液部注入测试液体；此时，所述一体式定制量筒201上半部分里的液体高度即为所述待测支撑剂的阻液高度；T3:记录所述第二下液位感应器207感应到有液体的时间；T4:计算所述第二下液位感应器207感应到液体的时间和所述第二上液位感应器202感应到液体的时间差，所述时间差即为渗透时间。渗透时间是指，一定量的液体渗透一定充填厚度的支撑剂所需要的时间。在本实施例中，所述测试液体为水。在上述检测过程中，当水进入所述一体式定制量筒201的上半部分，由于支撑剂的阻水作用，装液部内水位开始上升，当上升到一定高度，达到最大高度时，在水的压强之下，支撑剂开始渗透水，所述第二上液位感应器202感应到水时发出信号，所述第二处理器203接收到所述第二上液位感应器202的信号时，停止进水，第二下液位感应器感应207感应到水所经过的时间和所述第二上液位感应器202感应到有液体的时间差即为渗透时间。在所述步骤T2中，所述第二上液位感应器202的埋入位置应为预设位置，不能随意更改，以免影响测试重复性。第二上液位感应器202应位于支撑剂上表面下2mm处左右。由于支撑剂呈常压松散态，故易被外界压力冲散，进而导致测试结果不准或测试失败，所以第二上液位感应器202不宜埋入过浅；由于渗透时间本身是度量支撑剂常压阻碍水通过的能力，如有明显渗透，则已超出其渗透时间的范围，故第二上液位感应器202不宜埋入过深。综合考虑的话，以2mm处为宜，既可保证测量正常进行，又不至于明显渗透。至于第二下液位感应器207的埋藏深度，主要基于“渗透时间”的概念，即保证水透过一定充填厚度的支撑剂，故本实施例中选择下液位感应器位于装料部底面以上2_处为宜，也可根据需要选择其它位置，只要保证第二上液位感应器201和第二下液位感应器207感应出的时间有差别即可。在本实施例中，在所述步骤Tl之前，还包括对待测所述待测支撑剂进行烘干并冷却至室温的步骤。烘干最好在105°C，时间最好为I小时左右；冷却时必须置于干燥器内冷却，防止水汽凝结在支撑剂表面，影响检测结果。作为本实用新型的其它实施例的测试方法，还包括多次重复步骤Tl至步骤T4，重复次数最好在五次以上，分别获得五个以上渗透时间值，舍弃明显偏离真实值的个别数据点，并求出其余渗透时间的平均值作为最终的渗透时间。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，其特征在于，所述测试仪包括: 测量装置，包括用于盛放待测支撑剂的装料部和位于所述装料部上方用于容置测试液体的装液部，所述装液部与外界导通，所述装料部采用疏水材质制造，所述测量装置还包括用于支撑所述待测支撑剂的透气底座； 上液位感应器，用于埋在所述待测支撑剂中距离上表面附近位置处； 下液位感应器，用于埋在所述待测支撑剂中所述上液位感应器以下预定位置处； 处理器，所述处理器分别与所述上液位感应器、所述下液位感应器相接，用于接收所述上液位感应器和所述下液位感应器发出的信号，并得到所述上液位感应器和所述下液位感应器感应到液体的时间，所述下液位感应器感应到液体的时间与所述上液位感应器感应到液体的时间间隔即为渗透时间。
2.根据权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述测试仪还包括进液装置，所述进液装置设置有阀门和出液管，其中，所述阀门与所述处理器相连，所述处理器控制所述阀门打开和关断；所述出液管的出液端伸入到所述装料部的顶部附近。
3.根据权利要求2所述的测试仪，其特征在于，所述进液装置还包括恒流泵，用于将所述测试液体泵入所述测量装置，所述恒流泵的泵入速度为60-80ml/min。
4.根据权利要求1-3任一项所述的测试仪，其特征在于，所述测量装置的透气底座为筛网式底座。
5.根据权利要求1-3任一项所述的测试仪，其特征在于，还包括使用时置于所述装料部中所述待测支撑剂上表面用于稳流的滤纸。
专利摘要本实用新型涉及一种用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，所述测试仪包括测量装置，包括盛放支撑剂的装料部和容置液体的装液部，装液部采用疏水材质制造且与外界导通，测量装置还包括透气底座；上、下液位感应器，分别埋在支撑剂上、下表面附近位置处；处理器，与上、下液位感应器相连，接收上、下液位感应器发出的信号并计算下、上液位感应器感应到液体的时间差。本实用新型的用于检测支撑剂渗透时间的测试仪，无需模拟地层条件，在常压状态下即可相对简单、直观地测出液体通过预定充填厚度的支撑剂的渗透时间，从而准确地评估支撑剂的阻液性能；不同支撑剂在相同条件下得出不同的渗透时间，渗透时间越长，阻液性能越好；反之，阻液性能越差。
文档编号G01N15/08GK203011803SQ20122060278
公开日2013年6月19日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者秦升益, 许智超, 胡宝苓, 王光, 钟毓娟 申请人:北京仁创科技集团有限公司