专利名称：一种石油岩样离心分析的控制方法
技术领域：
本发明属于岩样分析领域，涉及一种石油岩样离心分析的控制方法。
背景技术：
石油资源在国计民生中占有极其重要的位置，是社会发展和人类生存不可缺少的资源。随着工业的迅速发展、人口的增长和人民生活水平的提高，能源短缺已成为世界性问题，能源安全受到越来越多国家的重视。目前，在油田勘探和开发中，必须要对取样的岩样进行分析才能提供理论依据，而在岩样分析中最重要岩样分析项目之一就是岩石毛管压力曲线的测定。当互不相溶的两相流体在岩石空隙内互相接触时，流体之间分界面上两侧流体的压力是不相等的，其压力差就定义为毛管压力。测定岩样毛管压力曲线的方法主要是离心机法，目前大部分离心机在做岩石毛管压力曲线的测定时均为人工控制离心机，并且必须每隔一段时间需要停止离心机后，再观测从岩样排出的流体容量。使用现有技术的离心机测定岩样毛管压力曲线的方法不仅效率低，而且误差较大。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供了一种石油岩样离心分析的控制方法，该方法通过计算机自动控制离心机分析岩样，并可以连续测出岩样的毛管压力曲线，不仅提高了效率，而且操作简单、控制精确。为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下。一种石油岩样离心分析的控制方法，包括如下步骤:I)将装好待分析的岩样的离心杯装入离心腔内，计算机控制离心腔舱门关闭后，控制真空泵开始工作；2)通过计算机设置第N数据点的变频电机速度值，计算机自动获得频闪灯的闪光
频率；3 )计算机控制打开变频电机、频闪灯和摄像头，变频电机带动离心杯以预定速度转动，所述频闪灯的闪光频率与离心杯转动同步；4)摄像头获得离心腔内各个离心杯中的油-水界面图像并保存至计算机，计算机自动计算出水或油的体积，并将其和第N数据点的速度值自动保存；5)重复步骤2) -4)直到全部数据点的数据采集完毕；6)所述计算机根据所有数据点的速度值以及对应计算出的体积值生成岩样的毛管压力曲线图。进一步地，还包括步骤7)所述计算机控制变频电机关闭、频闪灯关闭、摄像头关闭，待离心杯停止运转后，计算机控制离心舱放气并开启离心机舱门。进一步地，所述步骤4)中:在油驱水实验中，所述计算机自动控制DSP (数字信号处理器)计算出水的体积；在水驱油实验中，所述计算机自动控制DSP计算出油的体积。
进一步地，所述摄像头采用CXD摄像头。本发明的有益效果是:使用本发明提供的石油岩样离心分析的控制方法，在离心机做岩石毛管压力曲线测定时可直接获得从岩样排出的流体容量，不必停止离心机进行测量，且放样完成后，全部采用计算机控制，操作简单，人工计算量减少，从而提高了测量效率、降低了测量误差；且可以实现精确控制。
图1为本发明提供的石油岩样分析离心机的整体结构示意图；图2为本发明石油岩样离心分析的控制方法流程图。其中，11离心腔，12摄像头，13离心杯，14真空泵，15电机。
具体实施例方式为充分公开的目的，以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。应当理解，以下所述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明的保护范围。本实施例提供的一种采用如图1所示的石油岩样分析离心机进行离心分析的控制方法。如图1所示的石油岩样分析离心机由六大部分组成，即，离心机转子和支撑系统、真空及保护系统、光路系统、计算机自动控制系统及计算机自动计量系统。旋转支撑系统主要由离心机转子、柔性轴、加速箱和变频电机组成，离心机转子主要由钛合金转头和四个可放置岩样的钛合金离心杯组成，离心杯分为油驱水离心杯和水驱油离心杯，油驱水离心杯的后端设有透光槽，集液杯在离心杯的后端，与透光槽相对应；水驱油离心杯的前端设有透光槽，集夜杯在离心杯的前端，与透光槽相对应。真空及保护系统，主要由离心腔和真空泵组成。光路系统:离心腔下部装有频闪灯，通过耦合和整步频闪灯光与转子旋转同步，同步光通过下部离心腔的石英玻璃，离心杯透光槽、集液杯、离心机舱门中的石英玻璃、三棱镜全反射后进入摄像头。计算机计量系统，计算机配套有图像采集卡、PC机图像处理系统。辅助计算机计算出油或者水的体积。控制方法如下:I)将装好待分析的岩样的离心杯装入离心腔内，计算机控制离心腔舱门关闭后，控制真空泵开始工作，是离心舱内部呈真空状态；2)通过计算机设置第N数据点的变频电机速度值，计算机自动获得频闪灯的闪光频率，此时还可以同时在计算机输入或设置相关的参数，所述相关参数包括岩样外旋转半径、两相流体密度差设置、饱和地层流体体积、岩样长度、毛细管直径等；3 )计算机控制打开变频电机、频闪灯和摄像头,变频电机带动离心杯以预定速度转动(变频电机速度逐渐增加至预定速度，该预定速度即为步骤2)设置的变频电机速度值)，所述频闪灯的闪光频率与离心杯转动同步，使每个离心杯转过频闪灯时频闪灯均会发出闪光；4)摄像头获得离心腔内各个离心杯中的油-水界面图像并保存至计算机(通过图像采集卡和PC机图像处理系统)，计算机通过计算机计量系统自动计算出水或油的体积，并将其和第N数据点的速度值自动保存；5)重复步骤2) -4)直到全部数据点的数据采集完毕；6)所述计算机根据所有数据点的速度值以及对应计算出的体积值(即步骤5)得到的数据)生成岩样的毛管压力曲线图。本实施例提供的一种石油岩样离心分析的控制方法，用于石油岩样分析离心机，其主要包括如下步骤:I)提供一种石油岩样分析离心机用自动控制系统，包括DSP (数字信号处理器)和计算机，其中，所述DSP和计算机组成上下位机，计算机通过采用RS232通讯端口与所述DSP连接，所述计算机配有摄像头、图像采集卡、PC机图像处理系统；2)将待分析的岩样放入离心腔内的离心杯后，所述计算机控制离心腔舱门关闭后，并控制真空泵开始工作；3)打开计算机软件的设置页面，填入相关参数(如:岩样外旋转半径、两相流体密度差、饱和地层流体体积、岩样长度和毛细管直径)，并在速度窗口中输入第一数据点的变频电机速度值；4)通过所述计算机开启离心机电机，变频电机的速度逐步加至设定的变频电机速
度值；5)通过所述计算机开启频闪灯，并设定频闪灯的闪光频率,使频闪灯的闪光频率与转子旋转同步，即离心机转子转动一圈，频闪灯闪光次数等于安装在离心机转子上的离心杯个数；6)通过所述计算机将从所述摄像头获得的离心腔内在设定速度下的油-水界面图像保存，并自动计算出水的体积或者油的体积，并将其和第一数据点的速度值自动保存；7)在速度窗口中输入第二数据点的变频电机速度值，并重复步骤4)至步骤6)完成第二数据点速度的测量；8)重复步骤7)直到全部数据点的数据采集完毕；9)所述计算机的软件根据数据点的速度值以及对应计算出的体积值生成岩样的毛管压力曲线图，并把数据存入数据库。步骤10)所述计算机控制离心机电机关闭，待离心机停止运转后，控制离心机放气和离心机舱门开启。在上述方法的步骤6)中:在油驱水实验中，计算机自动控制DSP计算出水的体积；在水驱油实验中，计算机自动控制DSP计算出油的体积。综上，使用本发明提供的石油岩样离心分析的控制方法，在离心机做岩石毛管压力曲线测定时可以直接采集从岩样排出的流体容量，而无须每隔一段时间停止离心机后再观察从岩样排出的流体容量，从而提高了测量效率、降低了测量误差；并且本发明操作简单、控制精确。以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种石油岩样离心分析的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将装好待分析的岩样的离心杯装入离心腔内，计算机控制离心腔舱门关闭后，控制真空泵开始工作； 2)通过计算机设置第N数据点的变频电机速度值，计算机自动获得频闪灯的闪光频率； 3 )计算机控制打开变频电机、频闪灯和摄像头，变频电机带动离心杯以预定速度转动，所述频闪灯的闪光频率与离心杯转动同步； 4)摄像头获得离心腔内各个离心杯中的油-水界面图像并保存至计算机，计算机自动计算出水或油的体积，并将其和第N数据点的速度值自动保存； 5)重复步骤2)-4)直到全部数据点的数据采集完毕； 6)所述计算机根据所有数据点的速度值以及对应计算出的体积值生成岩样的毛管压力曲线图。
2.根据权利要求1所述的石油岩样离心分析的控制方法，其特征在于，还包括步骤7)计算机控制变频电机关闭、频闪灯关闭、摄像头关闭，待离心杯停止运转后，计算机控制离心舱放气并开启离心机舱门。
3.根据权利要求1所述的石油岩样离心分析的控制方法，其特征在于，所述步骤4)中:在油驱水实验中，所述计算机自动控制DSP计算出水的体积；在水驱油实验中，所述计算机自动控制DSP计算出油的体积。
4.根据权利要求1所述的石油岩样离心分析的控制方法，其特征在于，所述摄像头采用CCD摄像头。
全文摘要
本发明提供了一种石油岩样离心分析的控制方法，包括将装好待分析的岩样的离心杯装入离心腔内，计算机控制离心腔舱门关闭后，控制真空泵抽真空；通过计算机设置第N数据点的变频电机速度值，计算机自动获得频闪灯的闪光频率；控制打开变频电机、频闪灯和摄像头，摄像头获得离心腔内各个离心杯中的油-水界面图像并保存至计算机，计算机自动计算出水或油的体积，并自动保存；计算机根据所有数据点的速度值以及对应计算出的体积值生成岩样的毛管压力曲线图。使用本发明在离心机做岩石毛管压力曲线测定时可以直接采集从岩样排出的流体容量，而无须每隔一段时间停止离心机后再观察从岩样排出的流体容量，从而提高了测量效率、降低了测量误差。
文档编号G01F22/00GK103196798SQ201310122629
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者宋卫国, 蔡建林 申请人:太仓金旋实验设备有限公司