流体微流量自动计量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于流体流量计量领域，尤其涉及一种流体微流量自动计量装置。
【背景技术】
[0002]在油气田开发物理模拟实验中，特别是致密油气储层开发物理模拟实验中，其实验压力很高，一般为几十甚至上百兆帕；另外，由于孔隙非常细小，实验流体的流量一般为纳升/分钟(nL/min)级。因此自动计量高压流体的超低流量，是致密油储层中流体渗流、扩散、驱油等实验亟待攻克的技术难点。另外，在微系统、微结构、微器件等的微尺度流动实验中，超低流量自动计量也是亟待解决的难点。
[0003]目前工程上常用的电磁流量计、涡轮流量计、质量流量计等均因其量程过大不适用于实验室高压微流量计量；用于实验室的流量计量方法有试管计量、计量泵计量、天平称重法、毛细管测压法和可视化微流量法等。试管计量法、天平称重法和毛细管测压法只能在常压下进行测量，而且精度和量程有限。使用计量泵可以在泵的工作压力限制范围内进行流量计量，但是由于泵计量精度限制和泵体在高压下不可避免的漏失影响，导致高压和超低流量条件下的计量误差较大。毛细管测压法为通过测取压差反算流量的间接测量方法，要求计量液为标准的牛顿流体，而且对高压条件下微压差的计量精度要求很高，现有压力传感器不能满足这一要求。可视化微流量法可在不高于30MPa压力范围测量微流量，但是该方法是基于人工读取两相界面，难以避免人工读数误差；该方法用于测量的玻璃管内径较大(3mm-6mm)，不能准确计量纳升/分钟(nL/min)级流量；另外，由于采用回压阀控制实验系统的高压环境，不可避免地导致实验系统的压力波动。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种流体微流量自动计量装置，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种流体微流量自动计量装置，实现高压环境下流体微流量测量的自动化，能耐高压，流量精度能达到纳升/分钟(nL/min)级别，而且可保证高压实验系统的压力平稳。
[0006]本发明的目的是这样实现的，一种流体微流量自动计量装置，包括一水平设置的测量管，所述测量管的第一端与第二端之间分别设有相隔一定距离的一第一环形电容传感器和一第二环形电容传感器；所述第一环形电容传感器和第二环形电容传感器套设在所述测量管外部，且均与一计时器电连接，所述计时器与一控制电脑电连接；所述测量管、第一环形电容传感器和第二环形电容传感器均位于一压力舱内，所述测量管的第一端通过一穿过所述压力舱的第一管线与一第一中间容器连通，所述测量管的第二端与压力舱内部空间连通，该压力舱为一密闭空间，其一端通过一第二管线与一第二中间容器连通；所述第一中间容器内容纳有水银，所述第二中间容器内容纳有氮气，该第一中间容器和第二中间容器还分别连接第一控压管线和第二控压管线，所述第一控压管线和第二控压管线并联连接并与一压力泵连接，所述压力泵与所述控制电脑电连接；所述第一管线上并联一第三管线，该第三管线与一高压实验装置连接；所述第三管线上设有第一阀门，所述第一中间容器的出口处设有第二阀门，所述第一控压管线上设有第三阀门，所述第二管线上设有第四阀门，所述第二控压管线上设有第五阀门。
[0007]在本发明的一较佳实施方式中，第一中间容器和第二中间容器均竖直设置；所述第一中间容器为一缸体结构，该第一中间容器内通过活塞分为上部腔体和下部腔体，所述上部腔体内容纳水银、下部腔体内容纳泵压传递液体；该上部腔体连接第一管线、下部腔体连接第一控压管线；所述第二中间容器的结构与该第一中间容器结构相同，该第二中间容器的上部腔体内容纳氮气、下部腔体内容纳泵压传递液体；第二中间容器的上部腔体连接第二管线、下部腔体连接第二控压管线。
[0008]在本发明的一较佳实施方式中，压力舱、第一中间容器和第二中间容器均位于一恒温箱内。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，测量管的内径为0.01mm-2mm。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，压力舱内的压力范围为0.lMPa_150MPa。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，恒温箱内的温度控制精度为0.1°C。
[0012]由上所述，本发明的流体微流量自动计量装置能实现高压环境下流体微流量测量的自动化，不仅能在高压条件下进行微流量测量，其压力舱的压力范围为0.lMPa-150MPa，而且保证高压实验系统的压力平稳，获得的实验结果能用于渗流特性的定量化研宄。该流体微流量自动计量装置的精度高，计量范围可从nL/min级至mL/min级，且操作简单。
【附图说明】
[0013]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0014]图1:为本发明流体微流量自动计量装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0016]如图1所示，本发明提供一种流体微流量自动计量装置100，适用于高压条件下流体流动、渗流、扩散等实验中微流量的计量。该自动计量装置100包括一水平设置的测量管1，测量管I的材料为耐高压的玻璃、碳纤维等非金属材料，测量管I的内径为0.01mm-2mm。该测量管I的第一端101与第二端102之间分别设有相隔一定距离的一第一环形电容传感器2和一第二环形电容传感器3 ;第一环形电容传感器2和第二环形电容传感器3套设在测量管I外部，且均与一计时器4电连接，计时器4与一控制电脑5电连接。第一环形电容传感器2和第二环形电容传感器3之间的距离预先进行精确的设置，例如可以采用光栅尺来精确测量。测量管1、第一环形电容传感器2和第二环形电容传感器3均位于一压力舱6内，压力舱6内的压力上限为150MPa。测量管I的第一端101通过一穿过压力舱6的第一管线?与一第一中间容器8连通，测量管I的第二端102与压力舱内部空间连通(即测量管I的第二端敞开在压力舱6内)，该压力舱6为一密闭空间，其一端通过一第二管线9与一第二中间容器10连通。第一中间容器8内容纳有水银，第二中间容器10内容纳有氮气，该第一中间容器8和第二中间容器10还分别连接第一控压管线11和第二控压管线12，第一控压管线11和第二控压管线12并联连接并与一压力泵13连接，压力泵13与控制电脑5电连接，该压力泵13为高精度数字控制压力泵(例如采用RUSKA 7615高压泵)，可以通过控制电脑5来控制，其压力精度可以达到量程的0.02%。第一管线7上并联一第三管线14，该第三管线14与高压实验装置(图中未标出)连接，以测量高压实验装置中的流体流量，本发明即可测量气体，也可测量液体。第三管线14上设有第一阀门15，第一中间容器8的出口处设有第二阀门16，即第一管线7上位于第一中间容器8与第一、第三管线连接点a之间设有第二阀门16，第一控压管线11上设有第三阀门17，第二管线9上设有第四阀门18，第二控压管线12上设有第五阀门19。
[0017]本发明的流体微流量自动计量装置100通过压力泵13向第二中间容器10增压，使第二中间容器10内的氮气进入到压力舱6中