用于高压实验的微压差计量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种压差测量技术，涉及高压环境下微流动和渗流实验中微压差的测量，尤其涉及一种用于高压实验的微压差计量装置。
【背景技术】
[0002]与致密油气藏开采相关的模拟实验压力可以达到几十甚至近百兆帕，而在超低流速下的压差仅为10_2兆帕量级。目前，在实验室和工业中微压差测量使用的微压差传感器多数都是压电式传感器。压电式传感器的原理是通过测压膜片感应压力，确定压力大小。如果要在高压环境下使用，则需要通过加厚测压膜片来实现。由于测压膜片越厚，其测量精度越低，精度高的微压差传感器的工作压力很低，而耐高压的压差传感器的测量精度一般较低。现有的微压差传感器，测量0.05兆帕压差时，传感器膜片破裂压力仅为2MPa，难以满足高压实验的要求。因此，解决高压环境下微压差的测量是油气藏(特别是致密油气藏)开采相关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，高压环境下微压差的测量也是亟待解决的难点。
[0003]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于高压实验中的微压差计量装置，以克服现有技术的缺陷。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种用于高压实验的微压差计量装置，能够精确测量高压条件(压力上限为60MPa)下的微压差，以克服现有压差测试仪器对高压微压差测试适应性的限制。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的，一种用于高压实验的微压差计量装置，包括依次竖直设置的一丝杆升降机、一光栅尺、四个耐高压测压管；第一耐高压测压管的顶端并联第一阀门、第二阀门与第九阀门，所述第一阀门另一端连接第二耐高压测压管的顶端，所述第二阀门另一端与被测流体高压管线相连，所述第九阀门的另一端与外界环境相通；所述第二耐高压测压管的底端并联第一管线与第三阀门，所述第一管线另一端与所述第一耐高压测压管的底端连接；所述第三阀门另一端与第三耐高压测压管的底端相连；所述第三耐高压测压管的顶端通过一第二管线与所述第二耐高压测压管的顶端相连；第四耐高压测压管的顶端并联有第四阀门、第五阀门与第七阀门，所述第四阀门另一端与所述第三耐高压测压管的顶端相连，所述第五阀门另一端连接被测流体低压管线；所述第七阀门与第一注入泵相连，所述第四耐高压测压管的底端并联第六阀门与第八阀门，所述第八阀门另一端与第二注入泵相连；所述第六阀门另一端连接所述第三耐高压测压管的底端；所述丝杆升降机上及所述光栅尺上分别套设一能上下移动的第一滑块、第二滑块，所述第一耐高压测压管至第四耐高压测压管的外部分别套设有能上下移动的第一环形电感传感器至第四环形电感传感器，所述第一滑块、第二滑块及第一环形电感传感器至第四环形电感传感器由一水平设置的连接杆依次固定连接并位于同一水平线上；一伺服电机通过一减速箱与所述丝杆升降机相连，所述伺服电机、光栅尺、第一环形电感传感器至第四环形电感传感器均与数据采集处理控制系统电连接。
[0006]在本实用新型的一较佳实施方式中，丝杆升降机包括一竖直设置的丝杆，所述丝杆底部设置一能带动该丝杆转动的转动连接装置，该转动连接装置与所述减速箱传动连接，所述第一滑块螺纹连接在所述丝杆外部。
[0007]在本实用新型的一较佳实施方式中，四个耐高压测压管由非金属耐高压管制成，所述四个耐高压测压管的内径大于等于0.3毫米小于等于I毫米，所述四个耐高压测压管的长度大于等于I米小于等于1.5米。
[0008]在本实用新型的一较佳实施方式中，四个耐高压测压管的内径为0.3毫米。
[0009]第一注入泵中的第一测压液为弱电感液体；所述第二注入泵中的第二测压液为强电感液体。
[0010]在本实用新型的一较佳实施方式中，第一注入泵中的第一测压液为水或油；所述第二注入泵中的第二测压液为水银。
[0011]在本实用新型的一较佳实施方式中，第一测压液为水；所述第二测压液为水银。
[0012]在本实用新型的一较佳实施方式中，四个环形电感传感器的内径均大于等于5毫米小于等于21毫米。
[0013]在本实用新型的一较佳实施方式中，四个环形电感传感器的内径均为5毫米。
[0014]在本实用新型的一较佳实施方式中，光栅尺的精度为I微米，其长度为1.5米。
[0015]由上所述，本实用新型将耐高压测压管置于环形电感传感器之中；环形电感传感器与数据采集控制处理系统相连，并与丝杆升降机上的滑块相连，通过升降机带动滑块上下移动，从而控制环形电感传感器在耐高压测压管外壁上下滑动，识别两种不同密度不同电性测压液界面的位置；通过光栅尺精确测定两种不同密度不同电性测压液界面的高度，并将测量的高度传入数据采集控制处理系统。数据采集控制处理系统可以实现数据的接收和对升降电机的控制。通过测压液注入泵向测压管中注入两种不同密度不同电性测压液，控制阀门的开关可以选择测压管使用的数量，以实现扩大压差测量范围的目的。本实用新型能够精确测量高压条件下的微压差，且制作简单、成本低廉、使用方便、适用范围宽。
【附图说明】
[0016]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0017]图1:为本实用新型用于高压实验中的微压差计量装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0019]如图1所示，本实用新型提供了一种用于高压实验的微压差计量装置100，包括依次竖直设置的丝杆升降机24、光栅尺25、第一耐高压测压管1、第二耐高压测压管2、第三耐高压测压管3和第四耐高压测压管4。其中，第一耐高压测压管4的顶端并联有第一阀门
5、第二阀门6与第九阀门29 ;第一阀门5另一端连接第二耐高压测压管2的顶端；第二阀门6另一端与被测流体高压管线相连，以对该流体高压管线进行测量；第九阀门29与外界环境相通。第二耐高压测压管2的底端并联有第一管线7与第三阀门8 ;第一管线7另一端连接第一耐高压测压管I的底端；第三阀门8另一端与第三耐高压测压管3的底端相连。第三耐高压测压管3的顶端通过第二管线9与第二耐高压测压管2的顶端相连。第四耐高压测压管4的顶端并联有第四阀门10、第五阀门11与第七阀门12 ;第四阀门10另一端连接第三耐高压测压管3的顶端与第二管线9形成并联，第五阀门11另一端连接被测流体低压管线，以对该流体低压管线进行测量；第七阀门12另一端与第一注入泵13相连。第四耐高压测压管4的底端并联第六阀门14与第八阀门15 ;第八阀门15另一端与第二注入泵16相连，第六阀门14另一端连接第三耐高压测压管3的底端。其中第一耐高压测压管1、第二耐高压测压管2、第一阀门5构成单组U型管结构，第一耐高压测压管1、第二耐高压测压管2、第三耐高压测压管3、第四耐高压测压管4及第一阀门5、第三阀门8第四阀门10，第六阀门14共同构成复式U型管结构。丝杆升降机24上及光栅尺25上分别套设有能上下移动的第一滑块18、第二滑块19，第一环形电感传感器20套在第一耐高压测压管I外，第二环形电感传感器21套在第二耐高压测压管2外，第三环形电感传感器22套在第三耐高压测压管3外，第四环形电感传感器23套在第四耐高压测压管4外。第一滑块18、第二滑块19及第一环形电感传感器20至第四环形电感传感器23由一水平设置的连接杆17依次固定连接并位于同一水平线上。伺服电机26通过减速箱27与丝杆升降机24相连，其中丝杆升降机24包括一竖直设置的丝杆241，丝杆241底部设置一能带动该丝杆转动的转动连接装置242，该转动连接装置242与减速箱27传动连接，第一滑块18螺纹连接在丝杆241外部，通过丝杆241的转动带动第一滑块18上下移动。伺服电机26、光栅尺25、第一环形电感传感器20、第二环形电感传感器21、第三环形电感传感器22和第四环形电感传感器23均与数据采集处理控制系统28电连接，数据采集处理控制系统28可以为计算机。
[0020]本实用新型将耐高压测压管置于环形电感传感器之中；环形电感传感器与数据采集控制处理系统相连，并与丝杆升降机上的滑块相连，通过升降机带动滑块上下移动，从而控制环形电感传感器在耐高压测压管外壁上下滑动，识别两种不同密度不同电性测压液界面的位置；通过光栅尺精确测定两种不同密度不同电性测压液界面的高度，并将测量的高度传入数据采集控制处理系统，能够精确测量高压条件下的微压差。数据采集控制处理系统可以实现数据的接收和对升降电机的控制。通过测压液注入泵向测压管中注入两种不同密度不同电性测压液，控制阀门的开关可以选择测压管使用的数量，以实现扩大测量压差测量范围的目的。
[0021]进一步，四个耐高压测压管均由非金属耐高压管制成，可以是耐高压玻璃管或其他非金属耐高压材料管，最高可承受60兆帕的压力，为了在较短实验时间内测量极低流量流体压差，四个耐高压测压管的内径一般设置的很小，四个耐高压测压管的内径大于等于
0.3毫米小于等于I毫米，本实施方式采用内径为0.3毫米。同时，为了获得较大的单组U型管量程，耐高压测压管长度一般较长，四个耐高压测压管的长度大于等于I米小于等于
1.5 米。
[0022]进一步，第一注入泵13与第二注入泵16均为高压泵。在本实施方式中为ISCO (100DX)双缸泵，泵体容积为1003ml，流速范围:0.00001-45ml/min，压力范围:0-70MPa。第一注入泵13中的第一测压液为水或油等电感较弱液体，在本实施方式中为水。第二注入泵16中的第二测压液为水银或盐水等电感较强液体，在本实施方式中为水银，如果第二测压液采用盐水，则第一测压液不能采用水。
[0023]进一步，四个耐高压测压管外部均套有环形电感传感器。第一环形电感传感器20、第二环形电感传感器21、第三环