CN106351623A - 一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型及其使用方法，包括一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，包括下座、上座、下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片、螺栓、下盖、上盖；所述下座和上座对齐，所述下座中部设有正方形沉孔，在下座的正方形沉孔中，从下到上依次叠加放置下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片；下座下方和上座上方分别连接下盖和上盖。本发明能提供两个水浴腔，能使金属与岩心玻璃片上下两侧同时接触加热，受热更加均匀和稳定，模拟的现场环境温度更加真实。

Description

一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型及其使用方法，属于油气田开发技术领域。

背景技术

为了研究岩石孔隙中流体之间的接触关系以及外来流体驱替油藏中原油的机理，微观驱油物理模拟技术已成为人们研究微观驱油机理的重要手段，其中微观驱油时需要将微观天然岩心或模拟岩心的可视化物理模型接入驱替流程中，就需要夹持模型，将微观玻璃模型放入，进行观察。

对于高温微观模型的设计，很多人都进行了研究。其中2006年马同海等人《高温高压玻璃微观夹持模型》，申请号200610165013.X；2013年任熵等人《一种可变距高温高压可视化岩心模型夹持装置》，申请号201310280351.8；2014年张民等人《稠油热采用高温高压玻璃微观夹持模型》，申请号201410638642.4；2015年李宜强等人的《用于驱替实验的动态可视化观测装置》，申请号201510887505.9等。但这些高温微观夹持器，要么没有加热模块，要么其加热模型是采用单侧接触，直接作用加热的面积小，导致加热效果差，且受热不均匀，不能很好地模拟地层温度条件，温度散失块，对实验的准确性造成一定影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型及其使用方法，采用双面加热，在模拟流道的同时，能更真实的对油层流动的环境进行温度模拟仿真。

本发明的技术方案如下：

一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，包括下座、上座、下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片、螺栓、下盖、上盖；所述下座和上座对齐，所述下座中部设有正方形沉孔，在下座的正方形沉孔中，从下到上依次叠加放置下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片；下座下方和上座上方分别连接下盖和上盖。

进一步的，所述下座为正方形结构，中部设有正方形沉孔，正方形沉孔底部设有一个圆形通孔；下座四角设有4个贯穿孔和4个非贯穿孔，内部均设有螺纹，4个贯穿孔在4个非贯穿孔外侧，作为下连接孔A；非贯穿孔为上部开口结构，作为上连接孔A；下座两个相对称的侧面分别设有流体入口和流体出口，从侧面贯穿至正方形沉孔；另外两个侧面的上下端设有贯穿孔，分别作为下水浴入口和下水浴出口，两者上方均设有下水浴密封槽；

所述上座四周设有4个上连接孔B，与下座的上连接孔A的位置对应；上座下侧设有一个尺寸与下座正方形沉孔相同的正方形凸台；正方形凸台中心设有贯穿上座的圆形通孔，尺寸与下座圆形通孔相同；上座上侧设有一圈上水浴腔，上水浴腔外侧设有一圈上水浴密封槽；上座两个相对称侧面分别设有主水浴入口和主水浴出口，从侧面贯穿至水浴腔，主水浴入口中段设有联通上座下侧的主水浴入口下支管，主水浴出口中段设有联通上座下侧的主水浴出口下支管，主水浴入口下支管和主水浴出口下支管的位置分别与下座的下水浴入口和下水浴出口对应；

所述下盖四周设有4个下连接孔B，与下座的下连接孔A的位置对应；下盖中部设有圆形通孔，与下座圆形通孔尺寸相同；通孔外侧设有一圈下水浴腔，在下水浴腔内侧和外侧分别设有下水浴内密封槽和下水浴外密封槽；

所述上盖四周设有4个上连接孔C，与上座的上连接孔B的位置对应；上盖中部设有圆形通孔，与上座圆形通孔尺寸相同；通孔下端外侧设有一圈上盖密封槽；

所述上座的正方形凸台安装到下座的正方形沉孔中，上盖、上座、下座通过螺栓贯穿上连接孔A、上连接孔B、上连接孔C连接固定；下座和下盖通过螺栓贯穿下连接孔A和下连接孔B连接固定；

所述下座的正方形沉孔深度大于上座的正方形凸台高度，中部形成的空腔从下到上依次安装下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片；流体入口和流体出口正对岩心玻璃片和观察玻璃片之间。

进一步的，所述下水浴密封槽、上水浴密封槽、下水浴内密封槽、下水浴外密封槽、上盖密封槽都配套有相应的O型圈，实现上水浴腔和下水浴腔与外界和圆形通孔之间的密封。

进一步的，所述岩心玻璃片上表面刻有微观通道，中部设有岩心薄片放置处，岩心薄片的厚度能让显微镜进行观察，岩心玻璃片上表面与观察玻璃片下表面贴合。

进一步的，所述岩心玻璃片和观察玻璃片宽度略小于下座沉孔。

进一步的，所述流体入口、流体出口、主水浴入口、主水浴出口均配备有快速接头，能让带有快速接口的管线迅速与快速接头连接和密封。

进一步的，所述上密封胶片和下密封胶片中心均设有圆形通孔，与下座圆形通孔尺寸相同。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明中集成观察和加热功能，岩心玻璃片真实的模拟出地下油藏的真实渗流动态，上水浴腔与下水浴腔也能真实的模拟高温下的各种微观实验；

2、通过结构的改良，让实验区域能同时被上下两部分水浴加热，使实验受热更加均匀和稳定，模拟的现场环境温度更加真实；

3、通过螺栓固定和多组密封圈实现上水浴腔和下水浴腔的密封，密封性能高，且结构简单，拆装方便；

4、当实验温度低于析蜡点，室内模拟实验中特别是高粘稠油更容易发生结蜡从而堵塞流通通道，而采用本发明的双面云母片加热，可实时调整实验温度保证其与地层真实温度相一致，最终使得实验条件与油藏环境更匹配。

附图说明

图1为本发明的组装图；

图2为本发明的拆解图；

图3为本发明的内部结构示意图；

图4为下座结构示意图；

图5为下座结构示意图剖视图；

图6为上座结构示意图下半部分；

图7为上座结构示意图上半部分；

图8为上座结构示意图剖视图；

图9为下盖结构示意图上半部分；

图10为上盖结构示意图下半部分；

图11为本发明的使用状态图；

图12为观察玻璃片的中间部分放大图；

图13为岩心薄片微观示意图。

图中，1下座，11流体入口，12流体出口，13上连接孔A，14下连接孔A，15下水浴入口，16下水浴出口，17下水浴密封槽，2上座，21主水浴入口，22主水浴出口，23主水浴入口下支管，24主水浴出口下支管，25上连接孔B，26上水浴腔，27上水浴密封槽，3下盖，31下连接孔B，32下水浴腔，33下水浴内密封槽，34下水浴外密封槽，4上盖，41上连接孔C，42上盖密封槽，5下密封胶片，6岩心玻璃片，7观察玻璃片，8上密封胶片，9载物台，10光源，11显微镜。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施对本发明进行详细描述。

一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，包括下座1、上座2、下密封胶片5、岩心玻璃片6、观察玻璃片7、上密封胶片8、螺栓、下盖3、上盖4；所述下座1和上座2对齐，所述下座1中部设有正方形沉孔，在下座1的正方形沉孔中，从下到上依次叠加放置下密封胶片5、岩心玻璃片6、观察玻璃片7、上密封胶片8；下座1下方和上座2上方分别连接下盖3和上盖4。

如图4～图5所示，所述下座1为正方形结构，中部设有正方形沉孔，正方形沉孔底部设有一个圆形通孔；下座1四角设有4个贯穿孔和4个非贯穿孔，内部均设有螺纹，4个贯穿孔在4个非贯穿孔外侧，作为下连接孔A14；非贯穿孔为上部开口结构，作为上连接孔A13；下座1两个相对称的侧面分别设有流体入口11和流体出口12，从侧面贯穿至正方形沉孔；另外两个侧面的上下端设有贯穿孔，分别作为下水浴入口15和下水浴出口16，两者上方均设有下水浴密封槽17；

如图6～图8所示，所述上座2四周设有4个上连接孔A25，与下座1的上连接孔A13的位置对应；上座2下侧设有一个尺寸与下座1正方形沉孔相同的正方形凸台；正方形凸台中心设有贯穿上座2的圆形通孔，尺寸与下座1圆形通孔相同；上座2上侧设有一圈上水浴腔26，上水浴腔26外侧设有一圈上水浴密封槽27；上座2两个相对称侧面分别设有主水浴入口21和主水浴出口22，从侧面贯穿至水浴腔，主水浴入口21中段设有联通上座2下侧的主水浴入口下支管23，主水浴出口22中段设有联通上座2下侧的主水浴出口下支管24，主水浴入口下支管23和主水浴出口下支管24的位置分别与下座1的下水浴入口15和下水浴出口16对应；

如图9所示，所述下盖3四周设有4个下连接孔B31，与下座1的下连接孔A14的位置对应；下盖3中部设有圆形通孔，与下座1圆形通孔尺寸相同；通孔外侧设有一圈下水浴腔32，在下水浴腔32内侧和外侧分别设有下水浴内密封槽33和下水浴外密封槽34；

如图10所示，所述上盖4四周设有4个上连接孔A41，与上座2的上连接孔A25的位置对应；上盖4中部设有圆形通孔，与上座2圆形通孔尺寸相同；通孔下端外侧设有一圈上盖4密封槽；

如图1～图3所示，所述上座2的正方形凸台安装到下座1的正方形沉孔中，上盖4、上座2、下座1通过螺栓贯穿上连接孔A13、上连接孔A25、上连接孔A41连接固定；下座1和下盖3通过螺栓贯穿下连接孔A14和下连接孔B31连接固定；

如图3所示，所述下座1的正方形沉孔深度大于上座2的正方形凸台高度，中部形成的空腔从下到上依次安装下密封胶片5、岩心玻璃片6、观察玻璃片7、上密封胶片8；所述岩心玻璃片6上表面刻有孔隙结构，并与观察玻璃片7下表面贴合，两块玻璃片之间的孔隙结构段构成微观通道，除微观通道外，其他贴合面之间为紧密贴合状态；流体入口11和流体出口12正对岩心玻璃片6和观察玻璃片7之间的微观通道。

所述下水浴密封槽17、上水浴密封槽27、下水浴内密封槽33、下水浴外密封槽34、上盖密封槽42都配套有相应的O型圈，实现上水浴腔26和下水浴腔32与外界和圆形通孔之间的密封。

所述流体入口11、流体出口12、主水浴入口21、主水浴出口22均配备有快速接头，能让带有快速接口的管线迅速与快速接头连接和密封。

所述上密封胶片8和下密封胶片5中心均设有圆形通孔，与下座1圆形通孔尺寸相同。

本发明所提供的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其具体组装、试压和实验步骤如下：

1)安装好下水浴密封槽17、上水浴密封槽27、下水浴内密封槽33、下水浴外密封槽34、上盖密封槽42各自的O型圈，裁好下密封胶片6，其宽度略大于正方形沉孔，并将其放入已经安装好的下座1的正方形沉孔中；擦拭干净观察玻璃片7与岩心玻璃片6，将岩心薄片放入岩心玻璃片6中，再将岩心玻璃片6的凹槽面与观察玻璃片7紧密贴合，使微观通道位于两块玻璃片之间，并驱赶排空其中的气体，形成组合玻片；

2)将贴合的组合玻片按照岩心玻璃片4在下的方向放入下座1并压紧，使微观通道和流体入口11、流体出口12之间的流道对齐；

3)将上密封胶片8贴在上座2的正方形凸台上，将正方形凸台压入到正方形沉孔中，然后把上盖4放置于上座2上方，对齐上连接孔B25和上连接孔C41，放入并拧紧螺栓以连接，在拧紧过程中需注意平稳合紧，避免压碎组合玻片，同时使光晕形状规则并居于组合玻片中心；

4)连接空气压缩机，将夹持模型放入水盆中，打开空气压缩机，主水浴入口21、主水浴出口22、流体入口11、流体出口12的连接快速接头，观察出口端的快速接头是否有连续气泡冒出，若没有，检查气密性是否良好；若有连续气泡冒出，用手堵住出口端的快速接头，观察玻片是否发生气窜现象，若有气窜，则夹持模型需要重新拧紧；分别观察夹持模型的主水浴入口21、主水浴出口22、流体入口11、流体出口12是否通畅，若发生堵塞，用针或者其他工具将其疏通后再拧紧；

5)将夹持模型取出，立即擦干，再关闭压缩机开关，避免倒吸；

6)将主水浴入口21、主水浴出口22与水浴循环管线连接，流体入口11、流体出口12与流体管道连接，将夹持模型贴合放在透明的载物台9上，开启泵、光源10、并调整显微镜11到适宜观察位置，进行实验；此时主水浴入口21进入的一部分热水进入上水浴腔26，并流向主水浴出口22；另一部分热水通过主水浴入口下支管23流入下水浴入口15，进而流入下水浴腔32，再通过下水浴出口16进入主水浴出口下支管24，进而汇流到下水浴出口16中，完成水浴循环；

7)实验完成后，拆卸夹持模型，打开玻片组合并进行清洗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明并不局限于上述方式，在不脱离本发明原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，包括下座、上座、下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片、螺栓、下盖、上盖；所述下座和上座对齐，所述下座中部设有正方形沉孔，在下座的正方形沉孔中，从下到上依次叠加放置下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片；下座下方和上座上方分别连接下盖和上盖。

2.根据权利要求1所述的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，所述下座为正方形结构，中部设有正方形沉孔，正方形沉孔底部设有一个圆形通孔；下座四角设有4个贯穿孔和4个非贯穿孔，内部均设有螺纹，4个贯穿孔在4个非贯穿孔外侧，作为下连接孔A；非贯穿孔为上部开口结构，作为上连接孔A；下座两个相对称的侧面分别设有流体入口和流体出口，从侧面贯穿至正方形沉孔；另外两个侧面的上下端设有贯穿孔，分别作为下水浴入口和下水浴出口，两者上方均设有下水浴密封槽；

所述上座四周设有4个上连接孔B，与下座的上连接孔A的位置对应；上座下侧设有一个尺寸与下座正方形沉孔相同的正方形凸台；正方形凸台中心设有贯穿上座的圆形通孔，尺寸与下座圆形通孔相同；上座上侧设有一圈上水浴腔，上水浴腔外侧设有一圈上水浴密封槽；上座两个相对称侧面分别设有主水浴入口和主水浴出口，从侧面贯穿至水浴腔，主水浴入口中段设有联通上座下侧的主水浴入口下支管，主水浴出口中段设有联通上座下侧的主水浴出口下支管，主水浴入口下支管和主水浴出口下支管的位置分别与下座的下水浴入口和下水浴出口对应；

所述下盖四周设有4个下连接孔B，与下座的下连接孔A的位置对应；下盖中部设有圆形通孔，与下座圆形通孔尺寸相同；通孔外侧设有一圈下水浴腔，在下水浴腔内侧和外侧分别设有下水浴内密封槽和下水浴外密封槽；

所述上盖四周设有4个上连接孔C，与上座的上连接孔B的位置对应；上盖中部设有圆形通孔，与上座圆形通孔尺寸相同；通孔下端外侧设有一圈上盖密封槽；

所述上座的正方形凸台安装到下座的正方形沉孔中，上盖、上座、下座通过螺栓贯穿上连接孔A、上连接孔B、上连接孔C连接固定；下座和下盖通过螺栓贯穿下连接孔A和下连接孔B连接固定；

所述下座的正方形沉孔深度大于上座的正方形凸台高度，中部形成的空腔从下到上依次安装下密封胶片、岩心玻璃片、观察玻璃片、上密封胶片；流体入口和流体出口正对岩心玻璃片和观察玻璃片之间。

3.根据权利要求2所述的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，所述下水浴密封槽、上水浴密封槽、下水浴内密封槽、下水浴外密封槽、上盖密封槽都配套有相应的O型圈，实现上水浴腔和下水浴腔与外界和圆形通孔之间的密封。

4.根据权利要求1所述的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，所述岩心玻璃片上表面刻有微观通道，中部设有岩心薄片放置处，岩心薄片的厚度能让显微镜进行观察，岩心玻璃片上表面与观察玻璃片下表面贴合。

5.根据权利要求2所述的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，所述流体入口、流体出口、主水浴入口、主水浴出口均配备有快速接头，能让带有快速接口的管线迅速与快速接头连接和密封。

6.根据权利要求2所述的一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型，其特征在于，所述上密封胶片和下密封胶片中心均设有圆形通孔，与下座圆形通孔尺寸相同。

7.一种双面水浴高温微观刻蚀可视化夹持模型的使用方法，其特征在于，步骤如下：

1)安装好下水浴密封槽、上水浴密封槽、下水浴内密封槽、下水浴外密封槽、上盖密封槽各自的O型圈，裁好下密封胶片，其宽度略大于正方形沉孔，并将其放入已经安装好的下座的正方形沉孔中；擦拭干净观察玻璃片与岩心玻璃片，将岩心薄片放入岩心玻璃片中，再将岩心玻璃片的凹槽面与观察玻璃片紧密贴合，使微观通道位于两块玻璃片之间，并驱赶排空其中的气体，形成组合玻片；

2)将贴合的组合玻片按照岩心玻璃片在下的方向放入下座并压紧，使微观通道和流体入口、流体出口之间的流道对齐；

3)将上密封胶片贴在上座的正方形凸台上，将正方形凸台压入到正方形沉孔中，然后把上盖放置于上座上方，对齐上连接孔B和上连接孔C，放入并拧紧螺栓以连接，在拧紧过程中需注意平稳合紧，避免压碎组合玻片，同时使光晕形状规则并居于组合玻片中心；

4)连接空气压缩机，将夹持模型放入水盆中，打开空气压缩机，主水浴入口、主水浴出口、流体入口、流体出口的连接快速接头，观察出口端的快速接头是否有连续气泡冒出，若没有，检查气密性是否良好；若有连续气泡冒出，用手堵住出口端的快速接头，观察玻片是否发生气窜现象，若有气窜，则夹持模型需要重新拧紧；分别观察夹持模型的主水浴入口、主水浴出口、流体入口、流体出口是否通畅，若发生堵塞，用针或者其他工具将其疏通后再拧紧；

5)将夹持模型取出，立即擦干，再关闭压缩机开关，避免倒吸；

6)将主水浴入口、主水浴出口与水浴循环管线连接，流体入口、流体出口与流体管道连接，将夹持模型贴合放在透明的载物台上，开启泵、光源、并调整显微镜到适宜观察位置，进行实验；此时主水浴入口进入的一部分热水进入上水浴腔，并流向主水浴出口；另一部分热水通过主水浴入口下支管流入下水浴入口，进而流入下水浴腔，再通过下水浴出口进入主水浴出口下支管，进而汇流到下水浴出口中，完成水浴循环；

7)实验完成后，拆卸夹持模型，打开玻片组合并进行清洗。