岩心驱替实验装置

1.本实用新型涉及石油开发技术领域，具体涉及岩心驱替实验装置。


背景技术：

2.石油与天然气开发过程中，室内岩心驱替实验作为一项基础性实验，相关实验装置已经有很多，其主要包括依次连接的驱替系统、岩心夹持系统和计量系统，驱替系统将驱替液注入岩心夹持系统，并驱替出岩心的油和水分，然后通过计量系统对驱替出的油、水进行计量，然而现有的岩心驱替实验驱替液流量控制不稳定，造成实验稳定性差；同时实验得到的是油、水和驱替液的混合液体，其分离不便，因此对混合液体一般不会进行再次利用，使得每次实验都会造成驱替液的消耗，不符合绿色减排的发展理念。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述不足，本实用新型提供了岩心驱替实验装置，解决了现有岩心驱替实验中驱替液难以循环利用的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
5.提供岩心驱替实验装置，其包括依次连接驱替系统、岩心夹持器和计量装置，驱替系统包括压力传递装置，压力传递装置包括两个通过活塞分隔的第一压力腔和第二压力腔，第一压力腔通过第一驱动泵与水箱连接，且第一压力腔与水箱之间设置有回流管路，第二压力腔通过第二驱动泵与储液罐连接，第二压力腔与岩心夹持器的进液口连接，岩心夹持器的出液口与计量装置连接，计量装置与蒸发装置、冷凝装置和回收装置依次连接，回收装置通过第三驱动泵与储液罐连接，第一压力腔与第一驱动泵之间、第二压力腔与第二驱动泵之间、第二压力腔与岩心夹持器之间的管路上以及回流管路上分别设置有第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀。
6.采用上述技术方案的有益效果为：本方案在实验时，开启第二开关阀，通过第二驱动泵将储液罐内的驱替液注入第二压力腔内后，关闭第二开关阀，再开启第一开关阀和第三开关阀，通过第一驱动泵将水箱内的水注入第一压力腔内，并挤压第二压力腔，使第二压力腔内的驱替液逐渐稳定地压入岩心夹持器内，有利于提高实验的稳定性，而岩心夹持器驱替出来的混合液体通过计量装置计量后，利用驱替液和水的沸点低于油的沸点的原理，将混合液体依次通过蒸发装置、冷凝装置和回收装置，实现对驱替液的分离，并将驱替液通过第三驱动泵送回储液罐，从而实现驱替液的循环利用。
7.进一步地，计量装置包括量筒，量筒的底部设置有称重器，量筒通过抽吸管路与蒸发装置连接，抽吸管路上设置有抽吸泵，抽吸管路与量筒间隙设置，且抽吸管路的进口端靠近量筒的底部。
8.采用上述技术方案的有益效果为：混合液体中的油、水和驱替液在量筒内分层，从而实现油、水和驱替液的分别计量，并在计量后将混合液体抽至蒸发装置，其中抽吸管路与量筒间隙设置，使抽吸管路不影响称重器对量筒称重。
9.进一步地，蒸发装置包括与抽吸管路连接的蒸发罐，蒸发罐的底部设置有恒温加热装置，蒸发罐的顶部与冷凝装置连接；其中蒸发罐通过恒温加热装置加热到设定温度，从而将混合液体中的水和驱替液蒸发，并从蒸发罐的顶部排出。
10.进一步地，冷凝装置包括竖直设置的冷凝管，冷凝管的上端和下端分别与蒸发罐的顶部和回收装置连接，冷凝管的外部间隙套设有外套管，外套管的两端分别与冷凝器的进、出口连接；其中通过冷凝器向外套管内循环冷凝液，使冷凝管内的蒸气冷凝呈液态，并流至回收装置。
11.进一步地，外套管内冷凝液的流动方向与冷凝管内气体的运动方向相反，有利于提高外套管对冷凝管的冷凝效果。
12.进一步地，回收装置包括回收筒，回收筒内设置有分层筒，冷凝管的下端设置在分层筒内，回收筒通过第三驱动泵与储液罐连接；其中液态的水和驱替液在分层筒内分层，由于水的密度比驱替液的密度大，从而使水和驱替液分别位于分层筒的下层和上层，当分层筒充满后，溢流出来的驱替液被回收筒收集，并通过第三驱动泵送回储液罐，从而实现驱替液的回收利用。
13.进一步地，第一驱动泵与第一开关阀之间设置有流量计，通过流量计可检测水的注入流量，并通过第一开关阀控制器流量的大小，从而控制岩心夹持器出口处混合液体的压出流量，使混合液体按照要求流量压出，有利于提高实验的稳定性和可靠性。
14.进一步地，岩心夹持器与计量装置之间的管路上设置有回压控制阀，回压控制阀用于控制管路的回压。
附图说明
15.图1为本方案岩心驱替实验装置的结构示意图。
16.其中，1、岩心夹持器，2、压力传递装置，3、第一压力腔，4、第二压力腔，5、第一驱动泵，6、水箱，7、回流管路，8、第二驱动泵，9、储液罐，10、第三驱动泵，11、第一开关阀，12、第二开关阀，13、第三开关阀，14、第四开关阀，15、量筒，16、称重器，17、抽吸管路，18、抽吸泵，19、蒸发罐，20、恒温加热装置，21、冷凝管，22、外套管，23、冷凝器，24、回收筒，25、分层筒，26、流量计，27、回压控制阀，28、排水口。
具体实施方式
17.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
18.如图1所示，本方案的岩心驱替实验装置包括依次连接驱替系统、岩心夹持器1和计量装置，驱替系统包括压力传递装置2，压力传递装置2包括两个通过活塞分隔的第一压力腔3和第二压力腔4，第一压力腔3通过管路依次与第一驱动泵5和水箱6连接，且第一压力腔3与水箱6之间设置有回流管路7，第二压力腔4通过管路依次与第二驱动泵8和储液罐9连接，第二压力腔4通过管路还与岩心夹持器1的进液口连接，岩心夹持器1的出液口通过管路与计量装置连接，计量装置与蒸发装置、冷凝装置和回收装置依次连接，回收装置通过第三
驱动泵10与储液罐9连接，第一压力腔3与第一驱动泵5之间、第二压力腔4与第二驱动泵8之间、第二压力腔4与岩心夹持器1之间的管路上以及回流管路7上分别设置有第一开关阀11、第二开关阀12、第三开关阀13和第四开关阀14，岩心夹持器1与计量装置之间的管路上设置有回压控制阀27，用于控制管路的回压。
19.计量装置包括量筒15，量筒15的底部设置有称重器16，量筒15通过抽吸管路17与蒸发装置连接，抽吸管路17上设置有抽吸泵18，抽吸管路17与量筒15间隙设置，且抽吸管路17的进口端靠近量筒15的底部；混合液体中的油、水和驱替液在量筒15内分层，从而实现油、水和驱替液的分别计量，并在计量后将混合液体抽吸至蒸发装置，其中抽吸管路17与量筒15间隙设置，使抽吸管路17不影响称重器16对量筒15称重。
20.蒸发装置包括与抽吸管路17连接的蒸发罐19，蒸发罐19的底部设置有恒温加热装置20，蒸发罐19的顶部与冷凝装置连接；其中蒸发罐19通过恒温加热装置20加热到设定温度，从而将混合液体中的水和驱替液蒸发，并从蒸发罐19的顶部排出。
21.冷凝装置包括竖直设置的冷凝管21，冷凝管21的上端和下端分别与蒸发罐19的顶部和回收装置连接，冷凝管21的外部间隙套设有外套管22，外套管22的两端分别与冷凝器23的进、出口连接，通过冷凝器23向外套管22内循环冷凝液，且外套管22内冷凝液的流动方向与冷凝管21内气体的运动方向相反，有利于提高外套管22对冷凝管21的冷凝效果，使冷凝管21内的蒸气冷凝呈液态，并流至回收装置。
22.回收装置包括回收筒24，回收筒24内设置有分层筒25，冷凝管21的下端设置在分层筒25内，回收筒24通过第三驱动泵10与储液罐9连接；其中液态的水和驱替液在分层筒25内分层，由于水的密度比驱替液的密度大，从而使水和驱替液分别位于分层筒25的下层和上层，当分层筒25充满后，溢流出来的驱替液被回收筒24与分层筒25构成的环形腔收集，并通过第三驱动泵10送回储液罐9，从而实现驱替液的回收利用，而分层筒25底部的水可通过底部设置的排水口28排出。
23.本方案在具体实施时，先开启第二开关阀12，通过第二驱动泵8将储液罐9内的驱替液注入第二压力腔4内，使第二压力腔4扩张至最大后，关闭第二开关阀12；开启第一开关阀11和第三开关阀13，通过第一驱动泵5将水箱6内的水注入第一压力腔3内，并挤压第二压力腔4，使第二压力腔4内的驱替液逐渐稳定地压入岩心夹持器1内，且第一驱动泵5与第一开关阀11之间设置有流量计26，通过流量计26可检测水的注入流量，并通过第一开关阀11控制器流量的大小，从而控制岩心夹持器1出口处混合液体的压出流量，使混合液体按照要求流量压出，有利于提高实验的稳定性和可靠性；同时在实验完成后，关闭第一开关阀11和第三开关阀13，打开第二开关阀12和第四开关阀14，通过第二驱动泵8将储液罐9内的驱替液注入第二压力腔4内，使第一压力腔3内水通过回流管路7回流至水箱6内进行重复利用。
24.岩心夹持器1因为压力而驱替出来的混合液体流入计量装置进行计量后，利用驱替液和水的沸点低于油的沸点以及水的密度比驱替液的密度大的原理，将混合液体依次通过蒸发装置、冷凝装置和回收装置，最终实现对驱替液的分离，并将驱替液通过第三驱动泵10送回储液罐9，从而实现驱替液的循环利用。