一种岩心自发渗吸驱油实验用渗吸瓶密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及油气田开发领域，特别涉及一种岩心自发渗吸驱油实验用渗吸瓶密封装置。


背景技术：

2.目前，对于低渗油藏，自发渗吸采油是一种常见的开发手段。多孔介质自发渗吸作用以毛管力为动力，由于低渗油藏孔隙致密，毛管力较为显著，因此渗吸作用动力充足、效果明显，可以显著提高低渗油藏的采收率，对于油气田提高产量有着重大意义。因此，有必要开展室内自发渗吸实验，为研究人员认识渗吸机理，探究不同因素对渗吸作用的影响效果提供参考，继而提高油气采收率。实验用到的低渗储层岩心孔喉体积较小，因而渗吸过程中油水置换体积很小，如何精准地计量渗吸置换出的油的体积，对于计算渗吸采收率十分关键。
3.目前，计算渗吸采收率的方法较多，其中一种是利用实验装置测量置换出的油的体积进而计算渗吸采收率。传统的实验装置是由带刻度的玻璃毛细管与装有岩心的瓶状玻璃容器相连组成的渗吸瓶。这种装置主要通过记录上浮至毛细管上部的油的体积变化来体现渗吸效率。实验过程中，将饱和后的标准圆柱岩心竖直放置在渗吸瓶内，将渗吸液（通常为水或者加入化学剂的液体）缓慢地加入渗吸瓶中并保证液面在渗吸瓶0刻度线以下。
4.由于上部的玻璃毛细管与下部的玻璃容器并无专门的连接设计，玻璃毛细管只是简单地压入玻璃容器的瓶口，无法依靠其本身的弹性变形构成瓶口严密密封，实现压塞封口的效果。在长时间的实验过程里，渗吸液在重力作用下不可避免地会通过此衔接部位外溢。这就造成无法利用渗吸瓶准确计量瓶内置换出的油的体积，从而造成用此数据计算出的渗吸采收率存在极大误差。
5.为避免此问题产生，必须在衔接处做好密封处理。在现有技术中，实验人员通常会在向渗吸瓶内加注渗吸液前，在玻璃毛细管和玻璃容器的衔接处涂抹大量凡士林、黄油之类的油脂类物质消除衔接缝隙，避免瓶内渗吸液溢渗。但防渗该方法中用到的凡士林等材料的性质受温度影响较大，在所处环境温度较高的情况下会逐渐融化，加之自发渗吸实验周期通常较长，往往会出现衔接处的密封油脂在实验进行一段时间后便逐渐降黏流失的问题，造成衔接缝隙不同程度裸露，失去对衔接处的密封，继而导致渗吸液外溢，实验结果存在较大误差。
6.虽然通过安排实验人员定期检查衔接处密封情况并对密封薄弱的部位加以填补密封油脂的方法可以在一定程度上解决衔接处缝隙在实验过程中暴露的问题，但该方法大大增加了实验人员的工作量，且存在涂抹过程中实验人员操作不当导致玻璃毛细管倾斜漏液、甚至掉落等情况的发生，严重影响实验的顺利进行。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种岩心自发渗吸驱油实验用
渗吸瓶密封装置，以解决进行自发渗吸室内试验时无法对渗吸瓶衔接处进行长期有效密封的问题。
8.为达到实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案：
9.一种岩心自发渗吸驱油实验用渗吸瓶密封装置，包括一集装台及与集装台底部活动连接的伸缩支撑杆；所述集装台设有一塑胶圈，所述塑胶圈内侧带有整周固定槽，固定槽截面形状为矩形，固定槽内设有充气膨胀气囊；还包括与充气膨胀气囊连接的充放气装置；所述充放气装置包括一充气泵及一排气泵，充气泵的出口管路及排气泵的进口管路均与充气膨胀气囊连接，且充气泵的出口管路及排气泵的进口管路上均设有控制阀。
10.所述集装台底部以90
°
为间隔均匀设有4个球形孔，球形孔的轴线垂直于集装台底面；伸缩支撑杆为4根，伸缩支撑杆包括依次连接的球形接头、氮气液压缸及行程杆；所述球形接头压入至球形孔内。
11.所述集装台侧壁上开设有气孔，充放气装置的侧壁上开设有气嘴，气嘴与气孔之间通过连接软管连接；还包括位于充放气装置内部的三通接头；所述三通接头的一端连接至充气泵的出口管路，一端连接至排气泵的进口管路，另一端连接至气嘴。
12.所述连接软管为一端设有4分内丝螺纹接口、另一端设有4分外丝螺纹接口的pvc软管，4分内丝螺纹接口连接至气嘴，4分外丝螺纹接口连接至气孔。
13.所述充气泵的出口管路上设有进气控制阀门，排气泵的进口管路上设有出气控制阀门。
14.所述行程杆的底端设有防滑脚垫。
15.所述充放气装置除过开设有气嘴的侧壁外，其余内壁均设有散热缝。
16.所述充放气装置的底面四角处设有用于支撑的塑胶支脚。
17.所述充气膨胀气囊的表面设有防腐层，以防止腐蚀性液体的腐蚀。
18.所述集装台底面下方设有用于收纳伸缩支撑杆的凹槽。
19.相较于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：
20.（a）先进性方面，实验过程中，充气膨胀气囊时刻处于充气状态，且充气膨胀气囊材质柔软，能够紧密贴合衔接缝隙，因此本实用新型能够给予仪器衔接部位长期有效的密封作用，不存在油脂涂抹不均匀导致密封程度不均匀、油脂滴落导致衔接缝隙暴露之类的问题；
21.（b）操作性方面，本实用新型操作简单，相较于传统的需花费大量时间涂抹油脂的操作更易实现；不同于传统方式需定期检查并对薄弱部位填补油脂，大大减少了实验人员的工作量；
22.（c）经济合理性方面，制造本实用新型用到的各种材料在生活中普遍应用，容易获得，因此生产成本低。虽然本实用新型单价略高于一桶工业级凡士林或其他石油脂，但可重复多次使用，且使用寿命长；而现有技术中，实验开始前需大量涂抹凡士林类油脂，实验过程中也需要多次涂抹填补，因此每进行一次实验都需要消耗大量密封油脂，因此需不定期购买凡士林或其他石油脂，成本远高于购买一台该装置，因此使用本实用新型更加具有经济合理性；
23.（d）可靠性方面，本实用新型方案合理，结构简单，各项功能容易实现；用到的材料、装置、技术等目前已经非常成熟，正确使用的情况下基本不会发生故障，因此本实用新
型可靠性强、故障率低、日常维护简单；
24.（e）适用性方面，考虑到进行不同渗吸实验时可能用到不同内径的下部玻璃容器，在设计时没有采用焊接等刚性方式连接集装台和伸缩支撑杆，而是采用球形接头这种柔性方式进行连接，让4根伸缩支撑杆可以任意转动以适应不同玻璃容器的尺寸，丰富了本实用新型的应用情景，因此本实用新型具有很强的适用性。
附图说明
25.图1为本实用新型主视线架图（气囊处于充气状态）。
26.图2为本实用新型俯视线架图（气囊处于充气状态）。
27.图3为本实用新型工作原理图。
28.附图标记：其中：1、集装台；2、固定槽；3、充气膨胀气囊；4、球形孔；5、球形接头；6、氮气液压缸；7、行程杆；8、防滑脚垫；9、气孔；10、连接软管；11、充放气装置；12、散热缝；13、塑胶支脚；14、凹槽；15、气嘴；16、进气控制阀门；17、充气泵；19、三通接头；20、排气泵；22、出气控制阀门。
具体实施方式
29.实施例1
30.一种岩心自发渗吸驱油实验用渗吸瓶密封装置，包括一集装台1及与集装台1底部活动连接的伸缩支撑杆；所述集装台1设有一塑胶圈，所述塑胶圈内侧带有整周固定槽2，固定槽2截面形状为矩形，固定槽2内设有充气膨胀气囊3；还包括与充气膨胀气囊3连接的充放气装置11；所述充放气装置11包括一充气泵17及一排气泵20，充气泵17的出口管路及排气泵20的进口管路均与充气膨胀气囊3连接，且充气泵17的出口管路及排气泵20的进口管路上均设有控制阀。
31.实施例2
32.在实施例1的基础上，还包括：
33.所述集装台1底部以90
°
为间隔均匀设有4个球形孔4，球形孔4的轴线垂直于集装台1底面；伸缩支撑杆为4根，伸缩支撑杆包括依次连接的球形接头5、氮气液压缸6及行程杆7；所述球形接头5压入至球形孔4内。
34.实施例3
35.在实施例2的基础上，还包括：
36.所述集装台1侧壁上开设有气孔9，充放气装置11的侧壁上开设有气嘴15，气嘴15与气孔9之间通过连接软管10连接；还包括位于充放气装置11内部的三通接头19；所述三通接头19的一端连接至充气泵17的出口管路，一端连接至排气泵20的进口管路，另一端连接至气嘴15。
37.所述连接软管10为一端设有4分内丝螺纹接口、另一端设有4分外丝螺纹接口的pvc软管，4分内丝螺纹接口连接至气嘴15，4分外丝螺纹接口连接至气孔9。
38.实施例4
39.在实施例3的基础上，还包括：
40.所述充气泵17的出口管路上设有进气控制阀门16，排气泵20的进口管路上设有出
气控制阀门22。所述行程杆7的底端设有防滑脚垫8。所述充放气装置11除过开设有气嘴15的侧壁外，其余内壁均设有散热缝12。所述充放气装置11的底面四角处设有用于支撑的塑胶支脚13，利于空气流动、增强散热通风。所述充气膨胀气囊3的表面设有防腐层。集装台1底面下方设有用于收纳伸缩支撑杆的凹槽14。
41.其中，充气膨胀气囊3采用3mm厚的聚氨酯膜制成，具有拉伸强度高、柔性和耐磨性出色的特点，充气密封效果出色且不易破裂失效；充气膨胀气囊3表面设有防腐层，以防止腐蚀性液体的腐蚀。为便于，将充气膨胀气囊3颜色设置为鲜艳的青色。
42.其中，伸缩支撑杆的拉伸极限为20cm；伸缩支撑杆通过球形接头5与集装台1的球形孔4连接，由于球形接头5具有可绕轴线旋转任意角度、可向任何方向折曲的特定，因此调节4个球形接头5的方向和角度，即可使伸缩支撑杆对不同内径的渗吸瓶底部玻璃容器形成围合，极大增强了该装置适用范围。氮气液压缸6和行程杆7均为不锈钢材质，不易生锈；管径和杆径较粗，分别为18mm和8mm，支撑能力强；壁厚也较厚，分别为3mm和1.4mm，更加耐用；氮气液压缸6内注入的氮气起到保护作用，不易生锈；行程杆7与氮气液压缸6采用液压油封，使用寿命长，密封效果好。防滑脚垫8通过双叉接头与行程杆7连接，由塑胶制成，底面刻有大量纹理，既可起到防止伸缩支撑杆滑移的作用，也可减少伸缩支撑杆对实验台台面的摩损，同时也可降低噪音。不使用时，将伸缩支撑杆收回后按压入集装台1底面的凹槽14内，便于摆放和携带。
43.其中，集装台1内的塑胶圈为圆环状，圆环内侧设有带有整周固定槽2，圆环内径80mm，外径130mm，边厚5mm；连接软管10用于导流气体，管径12mm，长度540mm；不使用时可将连接软管10卸下以便于摆放集装台1和充放气装置11。
44.本实用新型的具体工作过程为：
45.（1）在渗吸瓶内放置好实验岩心并完成渗吸液加注后，首先调整集装台1的位置，使渗吸瓶中部的毛细玻璃管、玻璃容器衔接处位于充气膨胀气囊3所围圆形区域的中心；再根据衔接处高度调整球形接头5的角度和行程杆7的拉伸长度，使充气膨胀气囊3中部与渗吸瓶衔接处基本处于同一高度；
46.（2）给充放气装置11通电，打开充气泵17的出口管路上设有进气控制阀门16，出气控制阀门22处于关闭状态，充放气装置11做好为充气膨胀气囊3充气的准备；
47.（3）充气泵17将气体充入充气膨胀气囊3；充气泵17从从外界抽入气体，气体经进气控制阀门16进入到三通接头19，由于出气控制阀门22关闭，气体只能依次经气嘴15、连接软管10、气孔9进入充气膨胀气囊3，充气膨胀气囊3开始扩张；
48.（4）充气一段时间，当充气膨胀气囊3整个包围渗吸瓶中间部位并紧密贴合衔接缝隙后，即控制充气泵17停止工作，关闭进气控制阀门16，停止充气；从充气膨胀气囊3到进气控制阀门16和出气控制阀门22之间的管路为一个封闭系统，充入的气体完全被封闭在管路中无法流动，即可持续保持充气膨胀气囊3膨胀，实现对衔接缝隙的长效密封；因此，若在断电状况下，不会影响充气膨胀气囊3对衔接缝隙地密封，很好地契合了自发渗吸实验周期长、期间可能遭遇停电的情况，在此情况下也能保持有效密封的需求；
49.（5）实验结束后，打开出气控制阀门22，进气控制阀门16仍然关闭，充放气装置11做好为充气膨胀气囊3排气的准备；排气泵20从充气膨胀气囊3内抽出气体，充气膨胀气囊3开始收缩，逐渐放开对渗吸瓶的包围。充气膨胀气囊3内的气体依次经气孔9、连接软管10、
气嘴15和出气控制阀门22后进入排气泵20，排出的气体通过出气口进入外界；
50.（6）充气膨胀气囊3收缩至接近恢复初始状态时，即关闭出气控制阀门22，排气泵20停止工作；
51.（7）给充放气装置11断电，防止意外安全事故的发生。