用于测量岩石渗透率的渗透仪的制作方法

本实用新型涉及渗透率测量设备，具体涉及用于测量岩石渗透率的渗透仪。

背景技术：

一个油气藏除具备储存油、气的能力外，还必须在压力的作用下，能允许油、气在岩石中渗流，这是油气藏开发的必要条件。岩石渗透率就是流体通过岩石渗滤能力大小的量度。

1856年，法国工程师达西利用人工砂体研究了水的渗滤，从而建立了达西定律，其中，液测渗透率的达西公式为：

式中，k为岩石渗透率，Q为液体的流量，μ为流体粘度，L为岩石长度，A为岩石截面积，p₁为岩石进口压力，p₂为岩石出口压力。

影响渗透试验准确性的重要因素在于在测试时液体从岩石式样的外侧壁之间流出，即发生所谓的“侧漏”现象，如果发生这种情况，试验结果会明显偏大，失去真实性，是否发送侧漏现象由岩石夹持组件决定，但是现有岩石夹持组件的密封结构可靠性较差，在遇到岩石样本外周不是特别平整时容易发生侧漏现象。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，克服不足，提出了一种用于测量岩石渗透率的渗透仪。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于测量岩石渗透率的渗透仪，包括渗透测试机构，所述渗透测试机构包括岩石夹持组件，所述岩石夹持组件包括：

两端开口的桶状的本体；

中空的岩石安装件，设置在本体内，岩石安装件包括弹性套以及设置在弹性套两端的金属安装套，所述弹性套用于安装待测试岩石，所述金属安装套通过密封圈嵌装在本体的内侧壁上；

两个按压盖板，分别设置在本体的两侧，按压盖板与本体的内侧壁螺纹配合，按压盖板伸入本体端的外周面与对应的金属安装套密封贴靠；

两个按压盖板分别为进液盖板以及出液盖板，两个盖板均包括盖板本体，盖板本体内部具有缓冲腔，盖板本体远离岩石安装件的一侧具有一个通液主孔，通液主孔上安装有管路接头，盖板本体面向岩石安装件的一侧均布有多个通液分孔；所述通液主孔和通液分孔均与缓冲腔连通，所述缓冲腔为圆柱状，缓冲腔的内径与弹性套内径相同；

所述进液盖板的缓冲腔内安装有进液压力传感器，所述出液盖板的缓冲腔内安装有出液压力传感器。

弹性套具有弹性，能够较好的将待测试岩石束缚住，保证岩石侧壁的密封性，防止测试时液体从岩石侧壁流出，通过两个金属安装套能够将弹性套和岩石安装在本体内；两个按压盖板用于分别按压岩石安装件的两侧，按压盖板与本体螺纹配合，能够方便按压盖板的拆装，且保证装配后的配合效果；按压盖板的缓冲腔能够使液体充分的从全部的通液分孔流入岩石中，保证测量效果；通过设置在缓冲腔内的进液压力传感器和出液压力传感器，能够方便可靠的得到岩石进口压力和岩石出口压力。

可选的，所述本体的内侧壁具有环形的安装槽，金属安装套包括锥状部以及平直部，所述平直部垂直于本体的中心线，锥状部的小径端与平直部的外圈连接，弹性套的两端分别与对应平直部的内圈固定，锥状部的大径端具有伸入安装槽的凸起部，凸起部的外周安装有密封圈，凸起部通过密封圈与安装槽密封配合，平直部面向按压盖板的一侧安装有密封圈，平直部的密封圈设置在靠近弹性套的一侧。

凸起部通过密封圈能够实现与安装槽可靠的密封配合，且通过安装槽和凸起部的配合，能够限定岩石安装件的位置；锥状部和平直部的结构形式使得按压盖板旋入时，能够有较好的承力效果，且平直部上的密封圈能够保证按压盖板与平直部之间的密封性，防止液体从按压盖板端面与平直部之间的间隙中流出。

可选的，岩石安装件的外侧壁与本体内侧壁之间构成环压腔，本体侧壁具有与环压腔连通的通气孔，环压腔内设有环压压力传感器。

岩石安装件与本体内侧壁之间密封配合，它们围成一个密封可靠的环压腔，通过向通气孔通入一定压力的气体，从而能够对弹性套的外壁进行施压，使得弹性套与岩石更好的贴合，保证有更好的密封效果；在环压腔内设置环压压力传感器，能够监控环压腔内的压力，从而控制流入通气孔内的气体流量。

可选的，还包括供液机构，所述供液机构包括用于向岩石夹持组件供液的出液管；

所述渗透测试机构还包括第一三通管、第二三通管、二氧化碳气瓶、抽真空装置以及磁电流量计；

所述第一三通管的第一端与供液机构的出液管连接，第一三通管的第二端与进液盖板的管路接头连接，第一三通管的第三端通过管路与二氧化碳气瓶连接，且第一三通管的第三端与二氧化碳气瓶连接的管路上安装有电磁阀；

所述二氧化碳气瓶通过管路与通气孔连接，且二氧化碳气瓶与通气孔连接的管路上安装有电磁阀；

所述出液盖板的管路接头与磁电流量计的第一端连接，所述第二三通管的第一端与磁电流量计的第二端连接，第二三通管的第二端安装有电磁阀，第二三通管的第三端与抽真空装置连接，第二三通管的第三端与抽真空装置连接的管路上安装有电磁阀。

通过设置二氧化碳气瓶，使得二氧化碳气不仅能向环压腔内充气，对弹性套施加压力，保证岩石与弹性套之间的密封性，又能向岩石安装件内的岩石充气；通过设置磁电流量计，使得在测试时，能够方便快捷的计算出从岩石流出的液体的流量；通过设置抽真空装置，配合二氧化碳气瓶，能够对岩石进行抽真空，能够保证受测岩石为单相液体完全饱和。

可选的，所述供液机构还包括：

底座；

供液箱，通过支撑杆安装在底座上，且供液箱固定在支撑杆的顶部；

缓冲箱，位于供液箱内，与供液箱相对固定，缓冲箱包括上端开口的缓冲箱本体，缓冲箱本体上端外部沿外周方向设置有倾斜部，所述倾斜部远离本体的一端向下倾斜；

补液箱，与底座相对固定，补液箱位于供液箱的上方，

补液管，一端与补液箱底端连通，另一端伸入供液箱的底部，补液管上还安装有电磁阀；

液位传感器，设置在供液箱内用于感知供液箱的液位；

所述出液管一端与供液箱的底部连通，另一端与岩石夹持组件配合，用于向岩石夹持组件供液，所述出液管上安装有电磁阀；

控制器，与电磁阀以及液位传感器电连接，控制器接收液位传感器的信号，并根据液位传感器的信号控制补液管的电磁阀工作。

当出液管能够向岩石夹持组件供液时，供液箱的液位下降，液位传感器检测到信号后，发送给液测式渗透仪的控制器，从而控制器控制补液管上的电磁阀打开，将补液箱内的液体输送至供液箱中，当液体达到设定位置时，液位传感器将接收到的信号发送给控制器，控制器控制补液管上的电磁阀关闭，通过液位传感器和电磁阀的配合，能够实现自动可靠的供液，从而使供液箱的液位处于设定位置；缓冲箱本体上端外部沿外周方向设置有倾斜部，倾斜部远离本体的一端向下倾斜，且补液管伸入供液箱的底部，这种结构能够使缓冲箱内的液体平缓的通过倾斜部流入供液箱中，有效的避免供液箱内液体产生较大波动，能够增强测量精度。

可选的，补液箱底部还可以设置加热丝，通过加热丝能够对液体进行加热，能够减少液体中溶解的空气。

可选的，倾斜部相对于水平面的倾斜角度范围为：5°～30°。在这个角度范围内，液体可以平缓的落入供液箱中。

可选的，供液机构还包括调节杆以及连接杆，所述调节杆固定在底座上，所述连接杆一端与供液箱固定，另一端滑动定位安装在调节杆上。

连接杆的一端滑动定位安装在调节杆上指的是连接杆可以沿调节杆上下滑动，且调节到位后可以通过锁紧结构固定在调节杆上。

可选的，所述连接杆为L型。

L型的结构方便缓冲箱的安装，在调试位置时不易干涉。

可选的，所述支撑杆为可升降支撑杆。

可升降支撑杆的设计可以大幅度调节供液箱的位置，进而可以大幅度的调节岩石进口压力。

可选的，所述本体包括两个铰接的分体，两个分体的配合面之间安装有密封件，分体远离铰接处的一端具有固定部，两个分体的固定部相互抵靠并通过紧固件固定。

分体相互铰接能够方便本体的拆装，通过密封件能够保证两个分体合在一起时，连接面之间具有较好的密封效果；本体的这种结构形式，能够方便岩石安装件的安装和维护。

本实用新型的有益效果是：弹性套具有弹性，能够较好的将待测试岩石束缚住，保证岩石侧壁的密封性，防止测试时液体从岩石侧壁流出，通过两个金属安装套能够将弹性套和岩石安装在本体内；两个按压盖板用于分别按压岩石安装件的两侧，按压盖板与本体螺纹配合，能够方便按压盖板的拆装，且保证装配后的配合效果；按压盖板的缓冲腔能够使液体充分的从全部的通液分孔流入岩石中，保证测量效果；通过设置在缓冲腔内的进液压力传感器和出液压力传感器，能够方便可靠的得到岩石进口压力和岩石出口压力。

附图说明：

图1是岩石夹持组件的剖视图；

图2是岩石夹持组件的侧视图；

图3是岩石安装件的剖视图；

图4是用于测量岩石渗透率的渗透仪的示意图。

图中各附图标记为：

1、供液机构；2、渗透测试机构；3、底座；4、调节杆；5、支撑杆；6、供液箱；7、缓冲箱本体；8、倾斜部；9、连接杆；10、第一电磁阀；11、补液管；12、补液箱；13、液位传感器；14、出液管；15、第二电磁阀；16、第三电磁阀；17、第一三通管；18、管路接头；19、二氧化碳气瓶；20、进液盖板；21、岩石；22、岩石安装件；23、第四电磁阀；24、环压压力传感器；25、本体；26、出液盖板；27、抽真空装置；28、第六电磁阀；29、第五电磁阀；30、第二三通管；31、磁电流量计；32、出液压力传感器；33、进液压力传感器；34、通液分孔；35、通液主孔；36、缓冲腔；37、第二密封圈；38、第一密封圈；39、安装槽；40、金属安装套；41、弹性套；42、通气孔；43、环压腔；44、凸起部；45、锥状部；46、平直部；47、分体；48、紧固件；49、固定部。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本实用新型做详细描述。

如图4所示，一种用于测量岩石渗透率的渗透仪，包括渗透测试机构2，渗透测试机构2包括岩石夹持组件，如图1和2所示，岩石夹持组件包括：

两端开口的桶状的本体25；

中空的岩石安装件22，设置在本体25内，岩石安装件22包括弹性套41以及设置在弹性套41两端的金属安装套40，弹性套41用于安装待测试岩石21，金属安装套40通过第一密封圈38嵌装在本体25的内侧壁上；

两个按压盖板，分别设置在本体25的两侧，按压盖板与本体25的内侧壁螺纹配合，按压盖板伸入本体25端的外周面与对应的金属安装套40密封贴靠；

两个按压盖板分别为进液盖板20以及出液盖板26，两个盖板均包括盖板本体25，盖板本体25内部具有缓冲腔36，盖板本体25远离岩石安装件22的一侧具有一个通液主孔35，通液主孔35上安装有管路接头18，盖板本体25面向岩石安装件22的一侧均布有多个通液分孔34；通液主孔35和通液分孔34均与缓冲腔36连通，缓冲腔36为圆柱状，缓冲腔36的内径与弹性套41内径相同；

进液盖板20的缓冲腔36内安装有进液压力传感器33，出液盖板26的缓冲腔36内安装有出液压力传感器32。

弹性套41具有弹性，能够较好的将待测试岩石21束缚住，保证岩石21侧壁的密封性，防止测试时液体从岩石21侧壁流出，通过两个金属安装套40能够将弹性套41和岩石21安装在本体25内；两个按压盖板用于分别按压岩石安装件22的两侧，按压盖板与本体25螺纹配合，能够方便按压盖板的拆装，且保证装配后的配合效果；按压盖板的缓冲腔36能够使液体充分的从全部的通液分孔34流入岩石21中，保证测量效果；通过设置在缓冲腔36内的进液压力传感器33和出液压力传感器32，能够方便可靠的得到岩石21进口压力和岩石21出口压力。

如图1和2所示，于本实施例中，本体25的内侧壁具有环形的安装槽39，金属安装套40包括锥状部45以及平直部46，平直部46垂直于本体25的中心线，锥状部45的小径端与平直部46的外圈连接，弹性套41的两端分别与对应平直部46的内圈固定，锥状部45的大径端具有伸入安装槽39的凸起部44，凸起部44的外周安装有第一密封圈38，凸起部44通过第一密封圈38与安装槽39密封配合，平直部46面向按压盖板的一侧安装有第二密封圈37，平直部46的第二密封圈37设置在靠近弹性套41的一侧。

凸起部44通过第一密封圈38能够实现与安装槽39可靠的密封配合，且通过安装槽39和凸起部44的配合，能够限定岩石安装件22的位置；锥状部45和平直部46的结构形式使得按压盖板旋入时，能够有较好的承力效果，且平直部46上的第二密封圈37能够保证按压盖板与平直部46之间的密封性，防止液体从按压盖板端面与平直部46之间的间隙中流出。

如图1所示，于本实施例中，岩石安装件22的外侧壁与本体25内侧壁之间构成环压腔43，本体25侧壁具有与环压腔43连通的通气孔42，环压腔43内设有环压压力传感器24。

岩石安装件22与本体25内侧壁之间密封配合，它们围成一个密封可靠的环压腔43，通过向通气孔42通入一定压力的气体，从而能够对弹性套41的外壁进行施压，使得弹性套41与岩石21更好的贴合，保证有更好的密封效果；在环压腔43内设置环压压力传感器24，能够监控环压腔43内的压力，从而控制流入通气孔42内的气体流量。

如图3所示，于本实施例中，本体25包括两个铰接的分体47，两个分体47的配合面之间安装有密封件，分体47远离铰接处的一端具有固定部49，两个分体47的固定部49相互抵靠并通过紧固件48固定。分体47相互铰接能够方便本体25的拆装，通过密封件能够保证两个分体47合在一起时，连接面之间具有较好的密封效果；本体25的这种结构形式，能够方便岩石安装件22的安装和维护。

如图4所示，用于测量岩石渗透率的渗透仪还包括供液机构1，供液机构1包括：

底座3；

供液箱6，通过支撑杆5安装在底座3上，且供液箱6固定在支撑杆5的顶部；

缓冲箱，位于供液箱6内，与供液箱6相对固定，缓冲箱包括上端开口的缓冲箱本体7，缓冲箱本体7上端外部沿外周方向设置有倾斜部8，倾斜部8远离本体25的一端向下倾斜；

补液箱12，与底座3相对固定，补液箱12位于供液箱6的上方，

补液管11，一端与补液箱12底端连通，另一端伸入供液箱6的底部，补液管11上还安装有第一电磁阀10；

液位传感器13，设置在供液箱6内用于感知供液箱6的液位；

出液管14，一端与供液箱6的底部连通，另一端与岩石夹持组件配合，用于向岩石夹持组件供液，出液管14上安装有第二电磁阀15；

控制器，与电磁阀以及液位传感器电连接，控制器接收液位传感器的信号，并根据液位传感器的信号控制补液管的电磁阀工作。

当出液管14能够向岩石夹持组件供液时，供液箱6的液位下降，液位传感器13检测到信号后，发送给液测式渗透仪的控制器，从而控制器控制补液管11上的第一电磁阀10打开，将补液箱12内的液体输送至供液箱6中，当液体达到设定位置时，液位传感器13将接收到的信号发送给控制器，控制器控制补液管11上的第一电磁阀10关闭，通过液位传感器13和第一电磁阀10的配合，能够实现自动可靠的供液，从而使供液箱6的液位处于设定位置；缓冲箱本体7上端外部沿外周方向设置有倾斜部8，倾斜部8远离本体25的一端向下倾斜，且补液管11伸入供液箱6的底部，这种结构能够使缓冲箱内的液体平缓的通过倾斜部8流入供液箱6中，有效的避免供液箱6内液体产生较大波动，能够增强测量精度。

于其他实施例中，补液箱12底部还可以设置加热丝，通过加热丝能够对液体进行加热，能够减少液体中溶解的空气。

于本实施例中，倾斜部8相对于水平面的倾斜角度范围为：5°～30°。在这个角度范围内，液体可以平缓的落入供液箱6中。供液机构1还包括调节杆4以及连接杆9，调节杆4固定在底座3上，连接杆9一端与供液箱6固定，另一端滑动定位安装在调节杆4上。连接杆9的一端滑动定位安装在调节杆4上指的是连接杆9可以沿调节杆4上下滑动，且调节到位后可以通过锁紧结构固定在调节杆4上。

于本实施例中，连接杆9为L型。L型的结构方便缓冲箱的安装，在调试位置时不易干涉。支撑杆5为可升降支撑杆5。可升降支撑杆5的设计可以大幅度调节供液箱6的位置，进而可以大幅度的调节岩石21进口压力。

如图4所示，于本实施例中，渗透测试机构2还包括第一三通管17、第二三通管30、二氧化碳气瓶19、抽真空装置27以及磁电流量计31；

第一三通管17的第一端与供液机构1的出液管14连接，第一三通管17的第二端与进液盖板20的管路接头18连接，第一三通管17的第三端通过管路与二氧化碳气瓶19连接，且第一三通管17的第三端与二氧化碳气瓶19连接的管路上安装有第三电磁阀16；

二氧化碳气瓶19通过管路与通气孔42连接，且二氧化碳气瓶19与通气孔42连接的管路上安装有第四电磁阀23；

出液盖板26的管路接头18与磁电流量计31的第一端连接，第二三通管30的第一端与磁电流量计31的第二端连接，第二三通管30的第二端安装有第六电磁阀28，第二三通管30的第三端与抽真空装置27连接，第二三通管30的第三端与抽真空装置27连接的管路上安装有第五电磁阀29。

通过设置二氧化碳气瓶19，使得二氧化碳气不仅能向环压腔43内充气，对弹性套41施加压力，保证岩石21与弹性套41之间的密封性，又能向岩石安装件22内的岩石21充气；通过设置磁电流量计31，使得在测试时，能够方便快捷的计算出从岩石21流出的液体的流量；通过设置抽真空装置27，配合二氧化碳气瓶19，能够对岩石21进行抽真空，能够保证受测岩石21为单相液体完全饱和。

本实施例中，各用电元件均受控制器控制，利用本实施例渗透仪测量岩石21渗透率的方法如下：

1)制得圆柱体状的岩石21，测量其直径以及长度L，通过直径得到岩石21的横截面面积A；

2)将岩石21装入岩石安装件22的弹性套41上，然后将本体25打开，将装有岩石21的岩石安装件22嵌装在安装槽39中，关闭本体25，通过紧固件48将两个分体47固定；

3)将进液盖板20和出液盖板26分别旋入本体25两侧，直至与对应的金属安装套40抵靠；将进液盖板20的管路接头18与第一三通管17的第二端对接，将出液盖板26的管路接头18与磁电流量计31的第一端连接；

4)关闭第二电磁阀15、第三电磁阀16、第四电磁阀23以及第六电磁阀28，打开第五电磁阀29和抽真空装置27，对岩石夹持组件抽真空；

5)抽真空完成后，关闭第五电磁阀29和抽真空装置27，打开第三电池阀，对岩石21充二氧化碳；

6)关闭第三电磁阀16，打开第五电磁阀29和抽真空装置27，对岩石夹持组件抽再一次真空；

7)打开第四电磁阀23，对环压腔43进行充气直至环压压力传感器24读数达到设定值，此时关闭第四电磁阀23；关闭第五电磁阀29和抽真空装置27，打开第一电磁阀10和第二电磁阀15以及第六电磁阀28，将用于渗透测试的液体注入供液箱6和补液箱12中，渗透仪进行运作；

8)待供液箱6内的液位位于设定处，且进液压力传感器33和出液压力传感器32数据稳定时，进行数据记录，记录进液压力传感器33测得的岩石21进口压力p₁、出液压力传感器32测得的岩石21出口压力p₂以及磁电流量计31测得的液体的流量Q；

9)根据公式得到岩石的渗透率，公式中k为岩石渗透率，Q为液体的流量，μ为测试中液体的流体粘度，L为岩石长度，A为岩石的横截面面积，p₁为岩石进口压力，p₂为岩石出口压力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。