CN104338705B - 一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置，包括控制单元、浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元，所述的控制单元分别与浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元相连接，清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元分别与浸泡清洗单元相连接，以及一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，具体步骤为：模拟岩心固定；静止浸泡和震荡浸泡；超声和震荡清洗；清洗剂处理；高压冲洗；冲洗液处理；模拟岩心烘干，取出模拟岩心，本发明具有设计合理、结构简单、运行稳定、自动化程度高、省时省力、清洗效果好以及绿色环保的特点，因此，可广泛地应用于实验模拟岩心的清洗中。

Description

一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置及 方法
一、技术领域
本发明涉及一种清洗装置，具体涉及一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置及方法。
二、背景技术
三次采油和微生物驱油物理模拟实验过程中，需要用到各种规格和型号的模拟岩心，实验结束后需要清洗模拟岩心内壁的残余原油和石英砂。目前，主要采用人工清洗方法，先往模拟岩心中装入清洗剂静止浸泡，然后人工擦洗，最后用清水冲洗。这种清洗方式的缺点在于：(1)静止浸泡的方法所需浸泡时间长；(2)清洗剂一般含有有机溶剂，实验人员擦洗过程中，有机溶剂的挥发威胁实验人员身体健康；(3)清洗剂及冲洗后的废水直接排放，造成环境污染；(4)清洗所需时间长、效率低。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足而提供一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置及方法，本发明具有设计合理、结构简单、运行稳定、自动化程度高、省时省力、清洗效果好以及绿色环保的特点。
一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置，其特征在于，包括控制单元、浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元，所述的控制单元分别与浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元相连接，清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元分别与浸泡清洗单元相连接。
其中，所述浸泡清洗单元由浸泡清洗池组成，浸泡清洗池上部设有震荡装置，震荡装置与模拟岩心夹持装置相连，浸泡清洗单元左侧壁设有加热装置、右侧壁设有射流喷嘴，射流喷嘴离模拟岩心右开口距离为0.5cm～1.0cm，浸泡清洗单元下部设有超声振板，浸泡清洗单元底部设有渣槽，渣槽底部通过管线分别与清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元相连，管线上设有电磁阀；所述清洗剂循环利用单元包括通过管线依次连接的第一集水箱、一级供水泵、一级旋流器、二级供水泵、二级旋流器、清洗剂存储箱和循环泵，循环泵与清洗装置上清洗剂注入口相连；所述冲洗液循环利用单元包括通过管线依次连接的第二集水箱、离心泵、加药装置、管道混合器、气浮装置、吸附装置、储水箱和高压射流泵，高压射流泵通过管线与清洗单元的射流喷嘴相连。
所述的控制单元分别控制一级供水泵、二级供水泵、循环泵、电磁阀、震荡装置、离心泵、加药装置和射流喷嘴泵，所述的模拟岩心夹持装置一次性可清洗模拟岩心3组以上，所述的射流喷嘴的数量与一次性清洗模拟岩心的数量相同。
一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)前期准备阶段
首先拆掉实验模拟岩心两端堵头，利用模拟岩心拆卸装置将模拟岩心中石英砂和原油拆卸后，将模拟岩心固定在模拟岩心夹持装置上，关闭浸泡清洗池的顶盖。
(2)静止浸泡阶段
开启循环泵将清洗剂存储箱内的清洗剂匀速泵入浸泡清洗池中，清洗剂泵入完成后关闭循环泵，模拟岩心静止浸泡，浸泡时间为10min～15min。
(3)震荡浸泡阶段
静止浸泡完后，开启震荡装置，进行模拟岩心的震荡浸泡，震荡的频率为8～10Hz，震荡时间为5min～10min，震荡浸泡时间完成后关闭震荡装置。
(4)超声和震荡阶段
启动超声和震荡装置，震荡的频率为3Hz～5Hz，超声和震荡时间为10min～15min，超声和震荡的时间完成后，将浸泡清洗池中含有石英砂的清洗剂收集到第一集水箱中，然后利用一级和二级供水泵，将清洗剂分别经过一级和二级旋流器处理，去除清洗剂中的石英砂，最后将清洗剂存储到清洗剂存储箱中。
(5)冲洗阶段
首先，打开高压射流泵，利用射流喷嘴射出高压水将实验模拟岩心内壁中残留的石英砂、原油和清洗剂清洗干净，冲洗时间为5min～10min；冲洗完后将浸泡清洗池中冲洗液收集到第二集水箱中，利用离心泵将集水箱中冲洗液分别泵入气浮装置和吸附装置中，经过气浮装置和吸附装置处理合格后储到储水箱中。
(6)烘干阶段
模拟岩心冲洗完成后，打开加热器，进行模拟岩心的烘干，加热时间为30min～40min，加热时间完成后，打开浸泡清洗池的顶盖将模拟岩心取出。
所述的清洗剂为石油醚、表面活性剂、汽油、柴油和煤油中的一种，所述清洗剂的在浸泡清洗池中的液面高度为15cm～20cm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、该清洗装置结构简单，操作方便，操作人员只需将待清洗的模拟岩心放置于模拟岩心夹持装置上，该装置即可自动完成操作。
2、该装置实现密闭操作，防止了清洗剂逸散对操作人员造成的伤害。
3、该装置的清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元，实现了清洗剂和冲洗液的循环利用，避免环境污染，节约了资源。
4、该清洗装置将震荡、超声、射流和烘干相集成，实现动态清洗，且一次性可清洗多组模拟岩心，提高了清洗效率与清洗效果。
四、附图说明
附图1为本发明的一种结构示意图。
五、具体实施方式
参阅附图1，一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗装置，包括控制单元1、浸泡清洗单元2、清洗剂循环利用单元3和冲洗液循环利用单元4，所述的控制单元1分别与浸泡清洗单元2、清洗剂循环利用单元3和冲洗液循环利用单元4相连接，清洗剂循环利用单元3和冲洗液循环利用单元4分别与浸泡清洗单元2相连接。
所述浸泡清洗单元2由浸泡清洗池21组成，浸泡清洗池21上部设有震荡装置22，震荡装置22与模拟岩心夹持装置23相连，浸泡清洗单元2左侧壁设有加热装置29，右侧壁设有射流喷嘴24，射流喷嘴24离模拟岩心右开口距离为0.5cm～1.0cm，浸泡清洗单元2下部设有超声振板25，浸泡清洗单元底部设有渣槽26，渣槽26底部通过管线分别与清洗剂循环利用单元3和冲洗液循环利用单元4相连，管线上设有电磁阀27、28；所述清洗剂循环利用单元3包括通过管线依次连接的第一集水箱31、一级供水泵32、一级旋流器33、二级供水泵34、二级旋流器35、清洗剂存储箱36和循环泵37，循环泵37与清洗装置上清洗剂注入口相连；所述冲洗液循环利用单元4包括通过管线依次连接的第二集水箱41、离心泵42、加药装置43、管道混合器44、气浮装置45、吸附装置46、储水箱47和高压射流泵48，高压射流泵48通过管线与清洗单元的射流喷嘴24相连，所述的控制单元分别控制一级供水泵32、二级供水泵34、循环泵37、电磁阀27、电磁阀28、震荡装置22、离心泵42、加药装置43和高压射流泵48，所述的模拟岩心夹持装置23一次性可清洗模拟岩心3组以上，所述的射流喷嘴24的数量与一次性清洗模拟岩心的数量相同。
一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)前期准备阶段
首先拆掉实验模拟岩心两端堵头，利用模拟岩心拆卸装置将模拟岩心中石英砂和原油拆卸后，将模拟岩心固定在模拟岩心夹持装置23上，关闭浸泡清洗池的顶盖。
(2)静止浸泡阶段
开启循环泵37将清洗剂存储箱36内的清洗剂匀速泵入浸泡清洗池21中，清洗剂泵入完成后关闭循环泵37，模拟岩心静止浸泡，浸泡时间为10min～15min。
(3)震荡浸泡阶段
静止浸泡完后，开启震荡装置22，进行模拟岩心的震荡浸泡，震荡的频率为8Hz～10Hz，震荡时间为5min～10min，震荡浸泡时间完成后关闭震荡装置22。
(4)超声和震荡阶段
启动超声装置25和震荡装置22，震荡的频率为3Hz～5Hz，超声和震荡时间为10min～15min，超声和震荡的时间完成后，将浸泡清洗池21中含有石英砂的清洗剂收集到第一集水箱31中，然后利用一级供水泵32和二级供水泵34，将清洗剂分别经过一级旋流器33和二级旋流器35处理，去除清洗剂中的石英砂，最后将清洗剂存储到清洗剂存储箱36中。
(5)冲洗阶段
首先，打开高压射流泵48，利用射流喷嘴24射出高压水将实验模拟岩心内壁中残留的石英砂、原油和清洗剂清洗干净，冲洗时间为5min～10min；冲洗完后将浸泡清洗池21中的冲洗液收集到第二集水箱41中，利用离心泵42将集水箱41中的冲洗液分别泵入气浮装置45和吸附装置46中，经过气浮装置45和吸附装置46处理合格后储到储水箱中。
(6)烘干阶段
模拟岩心冲洗完成后，打开加热器装置29，进行模拟岩心的烘干，加热时间为30min～40min，加热时间完成后，打开浸泡清洗池21的顶盖将模拟岩心取出。
所述的清洗剂为石油醚、表面活性剂、汽油、柴油和煤油中的一种，所述清洗剂的在浸泡清洗池21中的液面高度为15cm～20cm。
实施例1
利用本发明对微生物驱油物理模拟实验中的3组模拟岩心进行一次性自动清洗，具体步骤如下：
(1)前期准备阶段
首先拆掉3组实验模拟岩心两端堵头，利用模拟岩心拆卸装置将模拟岩心中石英砂和原油拆卸后，将模拟岩心固定在模拟岩心夹持装置上，射流喷嘴离模拟岩心右开口的距离为0.5cm，关闭浸泡清洗池的顶盖。
(2)静止浸泡阶段
开启循环泵将清洗剂存储箱内的石油醚匀速泵入浸泡清洗池中，石油醚在浸泡清洗池中的液面高度为15cm，石油醚泵入完成后关闭循环泵，模拟岩心静止浸泡，浸泡时间为10min。
(3)震荡浸泡阶段
静止浸泡完后，开启震荡装置，进行模拟岩心的震荡浸泡，震荡的频率为10Hz，震荡时间为10min，震荡浸泡时间完成后关闭震荡装置。
(4)超声和震荡阶段
启动超声和震荡装置，震荡的频率为3Hz，超声和震荡时间为15min，超声和震荡的时间完成后，将浸泡清洗池中含有石英砂的石油醚收集到第一集水箱中，然后利用一级和二级供水泵，将清洗剂分别经过一级和二级旋流器处理，去除清洗剂中的石英砂，最后将清洗剂存储到存储箱中。
(5)冲洗阶段
首先，打开高压射流泵，利用射流喷嘴射出高压水将实验模拟岩心内壁中残留的石英砂、原油和清洗剂清洗干净，冲洗时间为5min；冲洗完后将浸泡清洗池中冲洗液收集到第二集水箱中，利用离心泵将集水箱中冲洗液分别泵入气浮装置和吸附装置中，经过气浮装置和吸附装置处理合格后储到储水箱中。
(6)烘干阶段
模拟岩心冲洗完成后，打开加热器，进行模拟岩心的烘干，加热时间为40min，加热时间完成后，打开浸泡清洗池的顶盖将模拟岩心取出。
实施例2
利用本发明对微生物驱油物理模拟实验中的6组模拟岩心进行一次性自动清洗，具体步骤如下：
(1)前期准备阶段
首先拆掉6组实验模拟岩心两端堵头，利用模拟岩心拆卸装置将模拟岩心中石英砂和原油拆卸后，将模拟岩心固定在模拟岩心夹持装置上，射流喷嘴离模拟岩心右开口的距离为1.0cm，关闭浸泡清洗池的顶盖。
(2)静止浸泡阶段
开启循环泵将清洗剂存储箱内的石油醚匀速泵入浸泡清洗池中，石油醚在浸泡清洗池中的液面高度为20cm，石油醚泵入完成后关闭循环泵，模拟岩心静止浸泡，浸泡时间为15min。
(3)震荡浸泡阶段
静止浸泡完后，开启震荡装置，进行模拟岩心的震荡浸泡，震荡的频率为8Hz，震荡时间为5min，震荡浸泡时间完成后关闭震荡装置。
(4)超声和震荡阶段
启动超声和震荡装置，震荡的频率为5Hz，超声和震荡时间为10min，超声和震荡的时间完成后，将浸泡清洗池中含有石英砂的石油醚收集到第一集水箱中，然后利用一级和二级供水泵，将清洗剂分别经过一级和二级旋流器处理，去除清洗剂中的石英砂，最后将清洗剂存储到存储箱中。
(5)冲洗阶段
首先，打开高压射流泵，利用射流喷嘴射出高压水将实验模拟岩心内壁中残留的石英砂、原油和清洗剂清洗干净，冲洗时间为10min；冲洗完后将浸泡清洗池中冲洗液收集到第二集水箱中，利用离心泵将集水箱中冲洗液分别泵入气浮装置和吸附装置中，经过气浮装置和吸附装置处理合格后储到储水箱中。
(6)烘干阶段
模拟岩心冲洗完成后，打开加热器，进行模拟岩心的烘干，加热时间为30min，加热时间完成后，打开浸泡清洗池的顶盖将模拟岩心取出。

Claims (3)

1.一种微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，其特征在于，其采用的清洗装置包括控制单元、浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元，所述的控制单元分别与浸泡清洗单元、清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元相连接，清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元分别与浸泡清洗单元相连接；
所述的浸泡清洗单元由浸泡清洗池组成，浸泡清洗池上部设有震荡装置，震荡装置与模拟岩心夹持装置相连，浸泡清洗单元左侧壁设有加热装置、右侧壁设有射流喷嘴，射流喷嘴离模拟岩心右开口距离为0.5cm～1.0cm，浸泡清洗单元下部设有超声振板，浸泡清洗单元底部设有渣槽，渣槽底部通过管线分别与清洗剂循环利用单元和冲洗液循环利用单元相连，管线上设有电磁阀；
所述的射流喷嘴的数量与一次性清洗模拟岩心的数量相同；
所述的清洗剂循环利用单元包括通过管线依次连接的第一集水箱、一级供水泵、一级旋流器、二级供水泵、二级旋流器、清洗剂存储箱和循环泵，循环泵与清洗装置上清洗剂注入口相连；
所述的冲洗液循环利用单元包括通过管线依次连接的第二集水箱、离心泵、加药装置、管道混合器、气浮装置、吸附装置、储水箱和高压射流泵，高压射流泵通过管线与清洗单元的射流喷嘴相连；
所述的控制单元分别控制一级供水泵、二级供水泵、循环泵、电磁阀、震荡装置、离心泵、加药装置和高压射流泵；
具体包括以下步骤：
(1)前期准备阶段
首先拆掉实验模拟岩心两端堵头，利用模拟岩心拆卸装置将模拟岩心中石英砂和原油拆卸后，将模拟岩心固定在模拟岩心夹持装置上，关闭浸泡清洗池的顶盖；
(2)静止浸泡阶段
开启循环泵将清洗剂存储箱内的清洗剂匀速泵入浸泡清洗池中，清洗剂泵入完成后关闭循环泵，模拟岩心静止浸泡，浸泡时间为10min～15min；
(3)震荡浸泡阶段
静止浸泡完后，开启震荡装置，进行模拟岩心的震荡浸泡，震荡的频率为8～10Hz，震荡时间为5min～10min，震荡浸泡时间完成后关闭震荡装置；
(4)超声和震荡阶段
启动超声和震荡装置，震荡的频率为3Hz～5Hz，超声和震荡时间为10min～15min，超声和震荡的时间完成后，将浸泡清洗池中含有石英砂的清洗剂收集到第一集水箱中，然后利用一级和二级供水泵，将清洗剂分别经过一级和二级旋流器处理，去除清洗剂中的石英砂，最后将清洗剂存储到清洗剂存储箱中；
(5)冲洗阶段
首先，打开高压射流泵，利用射流喷嘴射出高压水将实验模拟岩心内壁中残留的石英砂、原油和清洗剂清洗干净，冲洗时间为5min～10min；冲洗完后将浸泡清洗池中冲洗液收集到第二集水箱中，利用离心泵将集水箱中冲洗液分别泵入气浮装置和吸附装置中，经过气浮装置和吸附装置处理合格后储到储水箱中；
(6)烘干阶段
模拟岩心冲洗完成后，打开加热器，进行模拟岩心的烘干，加热时间为30min～40min，加热时间完成后，打开浸泡清洗池的顶盖将模拟岩心取出。
2.根据权利要求1所述的微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，其特征在于，所述的清洗剂为石油醚、表面活性剂、汽油、柴油和煤油中的一种。
3.根据权利要求2所述的微生物驱油物理模拟室内实验用模拟岩心的清洗方法，其特征在于，所述的清洗剂在浸泡清洗池中的液面高度为15cm～20cm。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Cao Yanbin

Inventor after: Xu Chuang

Inventor after: Li Caifeng

Inventor after: Xu Peng

Inventor after: Feng Yun

Inventor after: Guo Liaoyuan

Inventor after: Xu Dengting

Inventor after: Wang Gang

Inventor after: Du Chunan

Inventor after: Pan Yongqiang

Inventor before: Li Caifeng

Inventor before: Cao Yanbin

Inventor before: Xu Peng

Inventor before: Feng Yun

Inventor before: Guo Liaoyuan

Inventor before: Xu Dengting

Inventor before: Wang Gang

Inventor before: Du Chunan

Inventor before: Pan Yongqiang

Inventor before: Xu Chuang

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant