CN102519661B

CN102519661B - 岩心离心机毛管压力电阻率联测装置

Info

Publication number: CN102519661B
Application number: CN 201110327644
Authority: CN
Inventors: 蔡敏龙; 王洪亮
Original assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: CN102519661A

Abstract

本发明涉及岩心离心机技术领域，是一种岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其包括离心机、离心转子、岩心罐、积液杯、摄像架、摄像头、离心控制盒和计算机；离心转子通过中心转轴安装在离心机的内部并能够绕中心转轴转动，靠近离心转子边缘位置的离心转子上沿中心转轴中心对称分布有不少于两个的安装凹孔，能够容纳岩心柱并测量其电阻率的岩心罐安装在安装凹孔内。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过岩心罐内的左右电极对岩心柱施加电压，同时通过积液杯收集液体，通过摄像头检测出液量，测量操作简单、测量效率高、工作稳定可靠，具有测量精度高、操作简便、省力高效、成本低的特点。

Description

岩心离心机毛管压力电阻率联测装置

技术领域

本发明涉及岩心离心机技术领域，是一种岩心离心机毛管压力电阻率联测装置。

背景技术

岩心毛管压力和电阻率参数，是油田油气勘探开发中不可缺少的技术参数，目前一般采用不同的设备分别测量岩心毛管压力和电阻率，由于需要检测岩心在不同毛管压力时的电阻率，在测量出水量时还需要多次取出岩心称重计量岩心的饱和度，多次取出岩心测量不但会使水份蒸发影响了岩心毛管压力、岩心电阻率的测量精度，还使得检测过程繁琐、测量效率较低、费时费力、成本较高。此外，现有的岩心离心机一般都是通过离心原理使岩心柱的末端出水，这样会使岩心柱末端水分积聚，产生末端效应影响了岩心电阻率测量的精确度。

发明内容

本发明提供了一种岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有岩心离心机存在的测量精度低、检测过程繁琐、费时费力、成本较高的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，包括离心机、离心转子、岩心罐、积液杯、摄像架、摄像头、离心控制盒和计算机；离心转子通过中心转轴安装在离心机的内部并能够绕中心转轴转动，靠近离心转子边缘位置的离心转子上沿中心转轴中心对称分布有不少于两个的安装凹孔，能够容纳岩心柱并测量其电阻率的岩心罐安装在安装凹孔内，离心转子外侧面上对应安装凹孔的位置分别有液杯安装孔并固定安装有积液杯，积液杯的上部有观察窗口；岩心罐的外侧面上有内端与岩心罐内腔相连通的出液孔，离心转子的体内有连通出液孔外端口与液杯安装孔的导液孔，岩心罐内腔通过出液孔、导液孔和液杯安装孔与积液杯内腔相连通；离心机的上部有上盖，上盖上对应观察窗口的位置有观察孔，离心机的上部固定安装有摄像架，摄像架的前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头；离心机上安装有能够控制中心转轴转速的离心控制盒，离心控制盒上安装有显示器和控制按钮，离心机的右部安装有能够根据摄像头所拍摄图像计算并记录出液量数据且控制离心转子转速的计算机，计算机的信号输入端与摄像头的信号输出端电连接在一起，计算机的信号输出端通过离心控制盒分别与显示器和中心转轴的驱动电机控制端子电连接在一起。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述岩心柱可通过绝缘护套安装在岩心罐内部；绝缘护套的内部有能够容纳岩心柱的护套腔，远离中心转轴位置的绝缘护套外侧面上有脱水孔，靠近中心转轴位置的绝缘护套外侧面左部和右部分别固定有左插头和右插头，护套腔左部和右部分别装有能够压紧在岩心柱左右两端的左电极和右电极，左电极和右电极分别与左插头和右插头电连接在一起；岩心罐的外侧面上对应脱水孔的位置有出液孔，岩心罐的外侧面上对应左插头和右插头的位置分别有左插孔和右插孔，左电极和右电极分别通过左插孔和右插孔伸出至岩心罐外部；安装凹孔的侧壁上对应左电极和右电极的位置分别有左插座和右插座，中心转轴的内部有导线孔，离心转子上有连接导线孔与安装凹孔的导线槽，电极导线的上端连接在左插座和右插座上，电极导线的下端依次穿过导线槽和导线孔并伸至中心转轴下方，左插座和右插座分别通过电极导线与离心控制盒的输出端子电连接在一起。

上述绝缘护套的左右两端分别可固定有左平衡器和右平衡器，左平衡器和右平衡器内部分别装有平衡物，左平衡器的右端有轴颈并固定安装在护套腔左部，右平衡器的左端有轴颈并固定安装在护套腔右部。

上述离心转子的外侧面上对应安装凹孔的位置分别可有弧形凹槽，液杯安装孔位于的弧形凹槽的中部。

上述离心转子的上方可固定有转子封盖，转子封盖的中部有转盖心孔，转子封盖通过转盖心孔套装在中心转轴上，中心转轴的上部外侧有螺纹并固定安装有转盖锁帽，转盖锁帽的下端压紧在转子封盖的上端面上。

上述摄像架可包括立柱和横杆，立柱下端固定安装在离心机上端左部，横杆的后端安装在立柱的上部并能够调整上下位置及偏转角度，横杆前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过岩心罐内的左右电极对岩心柱施加电压，同时通过积液杯收集液体，通过摄像头检测出液量，测量操作简单、测量效率高、工作稳定可靠，具有测量精度高、操作简便、省力高效、成本低的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的轴测结构示意图。

附图2为附图1中的离心转子的俯视结构示意图。

附图3为附图2的轴测结构示意图。

附图4为附图1中的岩心罐、绝缘护套、岩心柱、左平衡器和右平衡器的剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为离心机，2为离心转子，3为岩心罐，4为积液杯，5为摄像架，6为摄像头，7为离心控制盒，8为计算机，9为中心转轴，10为安装凹孔，11为岩心柱，12为液杯安装孔，13为观察窗口，14为出液孔，15为导液孔，16为上盖，17为观察孔，18为显示器，19为控制按钮，20为绝缘护套，21为左插头，22为右插头，23为左电极，24为右电极，25为左插孔，26为右插孔，27为左插座，28为右插座，29为左平衡器，30为右平衡器，31为弧形凹槽，32为转子封盖，33为转盖锁帽，34为脱水孔，35为数字电桥。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合最佳实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该岩心离心机毛管压力电阻率联测装置包括离心机1、离心转子2、岩心罐3、积液杯4、摄像架5、摄像头6、离心控制盒7和计算机8；离心转子2通过中心转轴9安装在离心机1的内部并能够绕中心转轴9转动，靠近离心转子2边缘位置的离心转子2上沿中心转轴9中心对称分布有不少于两个的安装凹孔10，能够容纳岩心柱11并测量其电阻率的岩心罐3安装在安装凹孔10内，离心转子2外侧面上对应安装凹孔10的位置分别有液杯安装孔12并固定安装有积液杯4，积液杯4的上部有观察窗口13；岩心罐3的外侧面上有内端与岩心罐3内腔相连通的出液孔14，离心转子2的体内有连通出液孔14外端口与液杯安装孔12的导液孔15，岩心罐3内腔通过出液孔14、导液孔15和液杯安装孔12与积液杯4内腔相连通；离心机1的上部有上盖16，上盖16上对应观察窗口13的位置有观察孔17，离心机1的上部固定安装有摄像架5，摄像架5的前部位于观察孔17的正上方并安装有摄像头6；离心机1上安装有能够控制中心转轴9转速的离心控制盒7，离心控制盒7上安装有显示器18和控制按钮19，离心机1的右部安装有能够根据摄像头6所拍摄图像计算并记录出液量数据且控制离心转子2转速的计算机8，计算机8的信号输入端与摄像头6的信号输出端电连接在一起，计算机8的信号输出端通过离心控制盒7分别与显示器18和中心转轴9的驱动电机控制端子电连接在一起。摄像头6通过观察孔17和观察窗口13采集积液杯4的编号和其内部液体的液位，计算机8根据所拍摄的图像分析计算出液量，从而确定积液杯4编号所对应的岩心柱11编号及其出液量；计算机8还能够依据离心机1毛管压力计算公式，计算出离心岩心设定的毛管压力，从而设定所需的离心转子2转速，实现对离心转子2转速、温度、离心时间的控制。

可根据实际需要，对上述岩心离心机毛管压力电阻率联测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4所示，岩心柱11通过绝缘护套20安装在岩心罐3内部；绝缘护套20的内部有能够容纳岩心柱11的护套腔，远离中心转轴9位置的绝缘护套20外侧面上有脱水孔34，靠近中心转轴9位置的绝缘护套20外侧面左部和右部分别固定有左插头21和右插头22，护套腔左部和右部分别装有能够压紧在岩心柱11左右两端的左电极23和右电极24，左电极23和右电极24分别与左插头21和右插头22电连接在一起；岩心罐3的外侧面上对应脱水孔34的位置有出液孔14，岩心罐3的外侧面上对应左插头21和右插头22的位置分别有左插孔25和右插孔26，左电极23和右电极24分别通过左插孔25和右插孔26伸出至岩心罐3外部；安装凹孔10的侧壁上对应左电极23和右电极24的位置分别有左插座27和右插座28，中心转轴9的内部有导线孔，离心转子2上有连接导线孔与安装凹孔10的导线槽，电极导线的上端连接在左插座27和右插座28上，电极导线的下端依次穿过导线槽和导线孔并伸至中心转轴9下方，左插座27和右插座28分别通过电极导线与离心控制盒7的输出端子电连接在一起。

如附图4所示，绝缘护套20的左右两端分别固定有左平衡器29和右平衡器30，左平衡器29和右平衡器30内部分别装有平衡物，左平衡器29的右端有轴颈并固定安装在护套腔左部，右平衡器30的左端有轴颈并固定安装在护套腔右部。离心机的最大难题就是保持离心转子2的动态平衡，左平衡器29和右平衡器30能够平衡离心转子2，防止其转动时发生振动；同时还能将绝缘护套20固定在岩心罐3内部，防止其左右窜动。

如附图2、3所示，离心转子2的外侧面上对应安装凹孔10的位置分别有弧形凹槽31，液杯安装孔12位于的弧形凹槽31的中部。

如附图3所示，离心转子2的上方固定有转子封盖32，转子封盖32的中部有转盖心孔，转子封盖32通过转盖心孔套装在中心转轴9上，中心转轴9的上部外侧有螺纹并固定安装有转盖锁帽33，转盖锁帽33的下端压紧在转子封盖32的上端面上。转子封盖32能够固定保护岩心罐3，防止其意外飞出。

如附图1所示，摄像架5包括立柱和横杆，立柱下端固定安装在离心机1上端左部，横杆的后端安装在立柱的上部并能够调整上下位置及偏转角度，横杆前部位于观察孔11的正上方并安装有摄像头6。通过摄像架5能够调整摄像头6的转向和高度，使用更加方便。

此外，如附图1所示，离心控制盒7与左插座27和右插座28之间可以安装有数字电桥35，离心控制盒7的输出端子与数字电桥35的信号输入端子电连接在一起，左插座27和右插座28分别通过电极导线与数字电桥35的输出端子电连接在一起。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的工作过程是：当需要测量岩心饱和度时，通过计算机8设定离心转子2的温度和离心转速，摄像头6通过观察孔17对准积液杯4的观察窗口13进行摄像，将图像信息传送给计算机8进行分析处理，采集积液杯4的液位变化，由程序换算出岩心饱和度变化，出液杯液位不变时即可确定岩心饱和度，实现了岩心出液、液位监测，岩心饱和度自动处理，达到了操作简单快捷的目的，为精确测量提供了技术保障。

当需要测量岩心毛管压力时，由计算机8控制离心控制盒7，摄像头6通过观察孔17对准积液杯4的观察窗口13进行摄像，将图像信息传送给计算机8进行分析处理，采集积液杯4的液位变化，由计算机8发出离心转速指令给离心机控制盒7，离心机控制盒7将离心机转速反馈给计算机8，积液杯4液位不变时，程序根据离心转子2的离心转速和岩心柱11的离心半径确定出岩心的毛管压力。

当需要测量岩心电阻率测量时，首先将左电极23和右电极24安装在岩心柱11左右两端并一起装入绝缘护套20，在绝缘护套20的左右两端分别固定安装左平衡器29和右平衡器30，之后装入岩心罐3；接着，将左插头21和右插头22插入左插座27和右插座28，通过离心控制盒7开启离心机1，当积液杯4液位不变时，使离心转子2停止转动，移走摄像头6并打开上盖16，通过数字电桥35测量各岩心柱11的电阻率。

当需要测量多个岩心柱11饱和度和电阻率时，首先，将各个饱和好的岩心柱11两两称重平衡后，装入位置对称的两个安装凹孔10内岩心罐3的绝缘护套20中，将平衡物放入对应的左平衡器29和右平衡器30中，将左插头21和右插头22插入左插座27和右插座28，盖好转子封盖32后，上紧转盖锁帽33；之后，打开离心机1、计算机8和数字电桥35的控制电源，启动控制程序，设定离心机1的温度、转速和离心时间，计算机8显示离心力、出水量、岩心含水饱和度、毛管压力，盖好上盖16后，通过离心机控制盒7使离心机1工作，待各个岩心柱11的电阻率监测值稳定后，通过计算机8采集岩心柱11的电阻率数据；之后，开始离心监测，如离心时间达到而出水量未达到要求，则增加离心时间，如出水量达到要求，移走摄像头6，打开上盖16，通过数字电桥35测量各岩心柱11的电阻率，由计算机8采集各岩心柱11的电阻率数据、岩心出水量，若在此转速下岩心柱11不再出水，采集岩心柱11出水量、岩心含水饱和度、毛管压力；之后，重新设定转速，测量各岩心柱11的电阻率数据、岩心出水量，重复以上过程，直至设定最后一个转速，岩心柱11不再出水，移走摄像头6，打开上盖16，松开转盖锁帽33，取下转子封盖32，取出各岩心罐3中本次检测的各个岩心柱11，本次实验结束，更换四个岩心柱11重新开始以上过程。

Claims

1.一种岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于包括离心机、离心转子、岩心罐、积液杯、摄像架、摄像头、离心控制盒和计算机；离心转子通过中心转轴安装在离心机的内部并能够绕中心转轴转动，靠近离心转子边缘位置的离心转子上沿中心转轴中心对称分布有不少于两个的安装凹孔，能够容纳岩心柱并测量其电阻率的岩心罐安装在安装凹孔内，离心转子外侧面上对应安装凹孔的位置分别有液杯安装孔并固定安装有积液杯，积液杯的上部有观察窗口；岩心罐的外侧面上有内端与岩心罐内腔相连通的出液孔，离心转子的体内有连通出液孔外端口与液杯安装孔的导液孔，岩心罐内腔通过出液孔、导液孔和液杯安装孔与积液杯内腔相连通；离心机的上部有上盖，上盖上对应观察窗口的位置有观察孔，离心机的上部固定安装有摄像架，摄像架的前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头；离心机上安装有能够控制中心转轴转速的离心控制盒，离心控制盒上安装有显示器和控制按钮，离心机的右部安装有能够根据摄像头所拍摄图像计算并记录出液量数据且控制离心转子转速的计算机，计算机的信号输入端与摄像头的信号输出端电连接在一起，计算机的信号输出端通过离心控制盒分别与显示器和中心转轴的驱动电机控制端子电连接在一起；其中：岩心柱通过绝缘护套安装在岩心罐内部；绝缘护套的内部有能够容纳岩心柱的护套腔，远离中心转轴位置的绝缘护套外侧面上有脱水孔，靠近中心转轴位置的绝缘护套外侧面左部和右部分别固定有左插头和右插头，护套腔左部和右部分别装有能够压紧在岩心柱左右两端的左电极和右电极，左电极和右电极分别与左插头和右插头电连接在一起；岩心罐的外侧面上对应脱水孔的位置有出液孔，岩心罐的外侧面上对应左插头和右插头的位置分别有左插孔和右插孔，左电极和右电极分别通过左插孔和右插孔伸出至岩心罐外部；安装凹孔的侧壁上对应左电极和右电极的位置分别有左插座和右插座，中心转轴的内部有导线孔，离心转子上有连接导线孔与安装凹孔的导线槽，电极导线的上端连接在左插座和右插座上，电极导线的下端依次穿过导线槽和导线孔并伸至中心转轴下方，左插座和右插座分别通过电极导线与离心控制盒的输出端子电连接在一起；绝缘护套的左右两端分别固定有左平衡器和右平衡器，左平衡器和右平衡器内部分别装有平衡物，左平衡器的右端有轴颈并固定安装在护套腔左部，右平衡器的左端有轴颈并固定安装在护套腔右部。

2.根据权利要求1所述的岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于离心转子的外侧面上对应安装凹孔的位置分别有弧形凹槽，液杯安装孔位于弧形凹槽的中部。

3.根据权利要求1所述的岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于离心转子的上方固定有转子封盖，转子封盖的中部有转盖心孔，转子封盖通过转盖心孔套装在中心转轴上，中心转轴的上部外侧有螺纹并固定安装有转盖锁帽，转盖锁帽的下端压紧在转子封盖的上端面上。

4.根据权利要求1所述的岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于摄像架包括立柱和横杆，立柱下端固定安装在离心机上端左部，横杆的后端安装在立柱的上部并能够调整上下位置及偏转角度，横杆前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头。

5.根据权利要求2所述的岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于摄像架包括立柱和横杆，立柱下端固定安装在离心机上端左部，横杆的后端安装在立柱的上部并能够调整上下位置及偏转角度，横杆前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头。

6.根据权利要求3所述的岩心离心机毛管压力电阻率联测装置，其特征在于摄像架包括立柱和横杆，立柱下端固定安装在离心机上端左部，横杆的后端安装在立柱的上部并能够调整上下位置及偏转角度，横杆前部位于观察孔的正上方并安装有摄像头。