CN102261468B - 一种玻璃模型密封夹及使用该玻璃模型密封夹的玻璃模型密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃模型密封方法，是通过液压密封夹实现的；将外模型入口与液压密封夹上夹板内螺纹接口连接，将玻璃模型的入口与2mm短截对接，将玻璃模型平放置在密封夹内，在玻璃模型入口两侧放置密封垫片，缓慢注入机油，使密封夹下端的活塞升起，将玻璃模型夹紧，当压力高于2MPa，关闭针形阀；同时，在玻璃模型出口端也做相同密封；接下来将玻璃模型放置在外模型中央并固定，向外模型内充入围压液密封；有效解决了玻璃模型渗漏及破损问题，实现了密封压力的定量控制；缩短了实验准备周期，提高了实验效率。

Description

一种玻璃模型密封夹及使用该玻璃模型密封夹的玻璃模型密封方法

技术领域

本发明涉及一种石油提高采收率微观渗流实验适应高压条件的玻璃模型密封方法。 

背景技术

微观实验是研究油气渗流机理的有效手段之一，大多采用玻璃刻蚀模型作为观察流体运动、分布状态的孔隙介质。微观实验充分利用了玻璃的透明和硬度特性，能够实现在平稳的高压条件下清晰观察玻璃内部的流动情况。但是玻璃韧性很低则是玻璃模型的主要缺点，在压力分布不均匀的情况下易导致模型破损乃至断裂。油气渗流实验多是模拟油藏的高温高压环境，因而玻璃模型如何做到有效密封是非常重要的。 

高温高压条件下的微观实验通常将玻璃模型至于外模型内，在外模型和玻璃模型之间注入保护液体，使玻璃模型外部压力大于驱替时的内部压力，避免模型破裂。这一过程对玻璃模型而言存在一个密封问题，即如何将由外模型流体进入的入口与玻璃模型入口有效密封，既能保证高压条件下，玻璃模型内外的流体不窜流，又能保证实验结束后，两者完好分离。通常的做法是在玻璃入口与外模型入口之间加密封圈，用弹簧或压片将两者压紧。由于每次实验的设计压力并不相同，因而无法有效控制弹簧或压片的压力，导致玻璃模型发生渗漏乃至破损。也有使用密封胶的办法，缺点是等待密封胶固化的时间较长(大于7天)，并且在拆卸玻璃模型时，易于破损。这两种方法均严重降低了实验的成功率，不仅浪费时间也易造成模型损坏。 

发明内容

本发明的目的是提供一种适应高压条件的玻璃模型密封方法，本方法通过应用液压密封夹的方式实现玻璃模型密封，既能保证密封要求又能有效保护玻璃模型的完好，缩短微观实验的准备周期，提高实验效率。 

本发明所述的液压密封夹是由上夹板、下夹板、连接板、活塞、密封垫及针型阀组成；上夹板和下夹板为两块相互平行的圆形板，上夹板和下夹板相对的一端分别固定在连接板两端，上夹板内设一直径1mm管，一端在上夹板圆心位置垂直向下伸出，呈现2mm短截，另一端与内螺纹接口连接，下夹板内侧设有活塞槽，安装有短行程的活塞，活塞和活塞槽之间由O型密封圈密封，活塞槽通过板内设置的直径1mm管线与板外管线连接，在1mm管线与板外管线之间设计有针型阀和螺纹连接口。 

首先将外模型入口与液压密封夹上夹板内螺纹接口连接，之后将玻璃模型的入口与2mm短截对接，将玻璃模型平放置在密封夹内，在玻璃模型入口两侧放置密封垫片，然后将密封夹下夹板螺纹连接口与机油管连接的板外管线连接，缓慢注入机油，使密封夹下端的活塞缓慢升起，逐渐将玻璃模型夹紧，当压力高于实验设计围压2MPa后，关闭密封夹的针形阀。同时，在玻璃模型出口端也做相同密封。接下来将玻璃模型放置在外模型中央并固定，向外模型内充入围压液密封。最后将密封后的系统与驱替系统、计量系统、观察系统和辅助系统连接，即可开始流体渗流过程。密封方法可满足温度＜100℃和压力＜30MPa的实验设计。 

外模型加围压，之后在设计压力下向微观模型内注入待研究流体，通过观察系统获取信息、计量系统计量产出液量、压力等数据。辅助系统提供恒温等实验条件。 

与通常的密封方法比较，本发明具有以下优点： 

1.通过液压密封夹有效解决了玻璃模型渗漏及破损问题，它实现了密封压力的定量控制； 

2.密封方法不仅适用于高温高压条件，而且大幅降低了因密封问题而导致的实验准备时间无法确定的问题，有效缩短了准备周期，提高了实验效率； 

3.密封方法既能保证密封要求又能有效保护玻璃模型的完好。 

附图说明

图1液压密封夹结构示意图。 

图2微观实验的流程示意图。 

其中：1、下夹板2、螺纹连接口3、内螺纹接口4、上夹板5、1mm管6、2mm短截7、密封垫8、玻璃模型9、密封垫10、O型密封圈11、活塞槽12、活塞13、针形阀14、驱替系统15、外模型16、液压密封夹17、围压液18、计量系统19、观察系统20、辅助系统21、连接板 

具体实施方式

本发明所述的液压密封夹是由上夹板4、下夹板1、连接板21、活塞12、密封垫7及针型阀13组成；上夹板4和下夹板1为两块相互平行的圆形板，上夹板4和下夹板1相对的一端分别固定在连接板21两端，上夹板4内设一直径1mm管5，一端在上夹板圆心位置垂直向下伸出，呈现2mm短截6，另一端与内螺纹接口3连接，下夹板1内侧设有活塞槽11，安装有短行程的活塞12，活塞12由O型密封圈10密封，活塞槽11通过板内设置的直径1mm管线与板外管线连接，在1mm管线与板外管线之间设计有针型阀13和螺纹连接口2。 

首先将外模型入口与液压密封夹上夹板4内螺纹接口3连接，之后 将玻璃模型的入口与2mm短截2对接，将玻璃模型平放置在密封夹内，在玻璃模型入口两侧放置密封垫9，然后将密封夹下夹板1螺纹连接口2与机油管连接的板外管线连接，缓慢注入机油，使密封夹下端的活塞缓慢升起，逐渐将玻璃模型夹紧，当压力高于实验设计围压2MPa后，关闭密封夹的针形阀13。同时，在玻璃模型出口端也做相同密封。接下来将玻璃模型放置在外模型15中央并固定，向外模型内充入围压液17密封。最后将密封后的系统与驱替系统14、计量系统18、观察系统19和辅助系统20连接，即可开始流体渗流过程。密封方法可满足温度＜100℃和压力＜30MPa的实验设计。 

外模型加围压，之后在设计压力下向微观模型内注入待研究流体，通过观察系统获取信息、计量系统计量产出液量、压力等数据。辅助系统提供恒温等实验条件。 

通过实验次数及密封成功率的统计，对比通常采用的密封方法和适应高压条件的密封方法。对比结果见表1。 

表1两种密封方法的对比结果 

对比可知： 

①压力、温度较高时，两例弹簧方法发生渗漏，围压液体进入玻璃模型内。一例压片方法则造成玻璃模型破裂；一例是在加围压过程中既发现围压液体进入玻璃模型内。 

②密封胶方法失败的主要原因是固化时间无法预测，在固化效果尚未达到最佳状态时，高压和高温条件极易造成密封失效。平均固化周期大于7天，使实验周期严重滞后。5例实验因固化效果不好在加围压阶段即发生渗漏。因密封胶强度过大，2个模型在实验完成后，拆卸玻璃模型过程中损坏。 

③适应高压条件密封方法大幅提高了密封成功率，有一例失败，原因是密封垫失效。 

统计对比证实适应高压条件的密封方法能大幅提高微观实验的实验效率，降低玻璃模型的损坏率。 

Claims (2)

1.一种玻璃模型密封方法用玻璃模型密封夹，其特征在于：

是由上夹板、下夹板、连接板、活塞、密封垫及针型阀组成；上夹板和下夹板为两块相互平行的圆形板，上夹板和下夹板相对的一端分别固定在连接板两端，上夹板内设一直径1mm管，一端在上夹板圆心位置垂直向下伸出，呈现2mm短截，另一端与内螺纹接口连接，下夹板内侧设有活塞槽，安装有短行程的活塞，活塞与活塞槽之间由O型密封圈密封，活塞槽通过板内设置的直径1mm管线与板外管线连接，在1mm管线与板外管线之间设计有针型阀和螺纹连接口。

2.一种利用权利要求1所述玻璃模型密封夹的玻璃模型密封方法，其特征在于：

首先将外模型入口与液压密封夹上夹板内螺纹接口连接，之后将玻璃模型的入口与2mm短截对接，将玻璃模型平放置在密封夹内，在玻璃模型入口两侧放置密封垫片，然后将密封夹下夹板螺纹连接口与机油管连接的板外管线连接，缓慢注入机油，使密封夹下端的活塞缓慢升起，逐渐将玻璃模型夹紧，当压力高于实验设计围压2MPa后，关闭密封夹的针形阀；同时，在玻璃模型出口端也做相同密封；接下来将玻璃模型放置在外模型中央并固定，向外模型内充入围压液密封；最后将密封后的系统与驱替系统、计量系统、观察系统和辅助系统连接，即可开始流体渗流过程。

Images