CN106770283A - 化学剂发泡效果评价装置及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种化学剂发泡效果评价装置，包括：发泡管，其入口端分别与气瓶和发泡液容器相连；视窗容器，其内设有能移动的活塞，活塞与视窗容器的底壁之间形成发泡腔，视窗容器的底壁设有注入口，发泡腔通过注入口与发泡管的出口端相连通，活塞内穿设排出管，视窗容器的周壁设有多个视窗口，视窗口内设有观测机构；还提供采用上述装置的化学剂发泡效果评价方法，包括步骤：移动活塞以设置发泡腔体积；对发泡腔抽真空处理；使气体和发泡液进入发泡管混合，并由注入口注入发泡腔内发泡；通过观测机构观测发泡腔内的发泡高度。通过移动活塞调节发泡腔体积，适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，实现对各种化学剂发泡效果的评价。

Description

化学剂发泡效果评价装置及评价方法

技术领域

本发明涉及石油开发领域，具体是一种化学剂发泡效果评价装置及评价方法。

背景技术

目前，作为发泡剂的化学剂常常用于油田的泡沫驱开发，在油田开发的三次采油领域应用规模较大，针对发泡型化学剂的发泡效果评价，现有技术均是采用定体积(也即定容)的评价装置和方法。

但是，对于某些成本高昂的发泡剂而言，较大的发泡容器往往意味着需要一次注入较多的发泡剂，才能达到高压泡沫的条件，因此对成本影响较大，而较小的发泡容器由于需要的用量等精度要求较高，一次实验耗时又较长，因此不适用于对成本低廉的发泡剂进行快速评价。

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明人结合相关制造领域多年的设计及使用经验，提供一种化学剂发泡效果评价装置及评价方法，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的一目的是提供一种化学剂发泡效果评价装置，其通过移动活塞实现视窗容器内的发泡腔的体积可调，以适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，实现对各种化学剂发泡效果的评价，适用范围广。

本发明的另一目的是提供一种化学剂发泡效果评价方法，其通过移动活塞实现视窗容器内的发泡腔的体积可调，以适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，实现对各种化学剂发泡效果的评价，适用范围广。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种化学剂发泡效果评价装置，其包括：发泡管，其设有入口端和出口端，所述发泡管的入口端分别与气瓶和发泡液容器相连；视窗容器，其内设有能移动的活塞，所述活塞与所述视窗容器的底壁之间形成发泡腔，所述视窗容器的底壁设有注入口，所述发泡腔通过所述注入口与所述发泡管的出口端相连通，所述活塞内穿设用于对所述发泡腔抽真空的排出管，所述视窗容器的周壁设有与所述发泡腔相对应的多个视窗口，所述视窗口内设有观测机构。

在优选的实施方式中，所述视窗容器的顶端上密封设有涡轮蜗杆箱，所述活塞的顶部设有丝杠，所述丝杠与所述涡轮蜗杆箱内的涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过减速机与伺服电机相连。

在优选的实施方式中，所述活塞、所述视窗容器与所述涡轮蜗杆箱之间围设形成平衡腔，所述涡轮蜗杆箱上穿设平衡管，所述平衡管与所述平衡腔相连通。

在优选的实施方式中，所述视窗容器内环设抱死机构，在所述活塞移动到实验位置的状态下，所述抱死机构能密封的环设于所述活塞。

在优选的实施方式中，所述抱死机构为密封套，所述视窗容器的周壁上设有开孔，所述开孔与所述密封套的内腔相连通，在通过所述开孔向所述密封套内注入压力流体使所述密封套膨胀的状态下，所述密封套能密封的套设于所述活塞。

在优选的实施方式中，所述视窗容器包括上缸体和下缸体，所述上缸体与所述下缸体之间设有压盖，所述密封套位于所述上缸体内且位于所述压盖的上方，在所述活塞移动到下限位置的状态下，所述活塞的上表面位于所述压盖的上方。

在优选的实施方式中，所述下缸体的内周壁的上端设有台阶，所述台阶上设有密封圈，所述压盖压设于所述密封圈上方。

在优选的实施方式中，多个所述视窗口上下交错的设于所述视窗容器的两侧。

在优选的实施方式中，所述观测机构包括蓝宝石玻璃观测头，所述蓝宝石玻璃观测头的内壁面为与所述视窗容器的内壁面相匹配的弧面，所述蓝宝石玻璃观测头的外壁面上连接探测器，所述探测器与一控制器电连接。

在优选的实施方式中，所述蓝宝石玻璃观测头的内壁面沿所述视窗容器的周向的弧长与所述视窗容器的内壁面的周长的比为1：4。

在优选的实施方式中，所述探测器为工业相机或X射线探测器。

在优选的实施方式中，所述气瓶与所述发泡管之间设有气体质量流量控制器，所述视窗容器外套设电加热套。

本发明提供一种化学剂发泡效果评价方法，其采用上述的化学剂发泡效果评价装置，其包括如下步骤：步骤S2，移动设于视窗容器内的活塞，调节视窗容器内的发泡腔的体积；步骤S4，通过排出管对所述发泡腔进行抽真空处理；步骤S6，使气瓶内的气体和发泡液容器内的发泡液进入发泡管混合，并通过视窗容器底壁的注入口注入发泡腔内发泡；步骤S8，通过观测机构观测发泡腔内的发泡高度。

在优选的实施方式中，在所述步骤S2之前，还包括步骤S1，设定电加热套温度，将所述视窗容器升温到实验温度。

在优选的实施方式中，在所述步骤S2与所述步骤S4之间，还包括步骤S3，通过所述视窗容器的开孔向密封套中注入压力流体，使所述密封套膨胀并抱死所述活塞，同时通过平衡管向平衡腔内注入压力气体。

本发明化学剂发泡效果评价装置及评价方法的特点及优点是：

1、本发明通过使活塞能移动的设于视窗容器内，使视窗容器内的发泡腔的体积可变，以适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，实现对各种化学剂发泡效果的评价；特别的，采用伺服电机带动蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆机构驱动丝杠上下移动并转动，并通过丝杠带动活塞上下移动，即通过蜗轮蜗杆的旋转运动转化为活塞的上下移动，以通过在视窗容器内能上下移动的活塞，实现调节视窗容器内的发泡腔的容积，使发泡腔的容积从下缸体的最大体积到0的无级变体，适用于各种体积下的泡沫型化学剂的发泡效果的评价，使用范围广，精度高。

2、本发明通过在视窗容器的相对的侧面上下交错的设置多个视窗口，并于视窗口内设置观测机构，实现对发泡腔内的发泡情况的监测；特别的，观测机构采用漏斗形的蓝宝石玻璃观测头，并采用球形镜面的工业相机(CCD)作为探测器与蓝宝石玻璃观测头相连，实现最大范围观测视窗容器内的泡沫高度的变化，杜绝了盲区，或者采用X射线探测器作为探测器与蓝宝石玻璃观测头相连，实现对能见度低或无能见度的油相泡沫的探测，以根据泡沫析液前后的密度变化来监测泡沫高度的变化。

3、本发明在视窗容器内设置能密封的紧设于活塞的抱死机构，通过抱死机构抱死于活塞，使抱死机构紧密套设于活塞上，实现活塞的无缝高压密封和定位，防止发泡液泄露和活塞在实验中移动，通过解除抱死，实现活塞自由无阻力的上下移动；特别的，抱死机构为密封套，当活塞在上下运动过程中时，排空密封套，使活塞上下移动时的阻力减小到最小，当活塞到达实验位置后，通过向密封套内注入压力流体，使密封套膨胀密封抱死于活塞，有效减小活塞与视窗容器内壁面的接触缝隙，防止高压的发泡液泄露，同时，通过在活塞上部的平衡腔内注入与密封套内等压力的压力气体，有效稳定密封套的形态，防止密封套变形，达到稳定密封的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明化学剂发泡效果评价装置的结构示意图；

图2为本发明化学剂发泡效果评价装置的视窗容器的结构示意图；

图3为本发明化学剂发泡效果评价方法的流程示意图。

附图标号说明：

1气瓶，2发泡液容器，3气体质量流量控制器，4发泡管，5视窗容器，500平衡管，501蜗轮蜗杆箱，502减速机，503伺服电机，504上缸体，505丝杠，506活塞，507排出管，508开孔，509密封套，510压盖，511密封圈，512蓝宝石玻璃观测头，513探测器，514数据线，515密封件，516下缸体，517注入口，518电加热套，519发泡腔，520平衡腔，6控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本发明所示的图2中的上、下等方向为准，在此一并说明。

实施方式一

如图1和图2所示，本发明提供一种化学剂发泡效果评价装置，其包括：发泡管4，其设有入口端和出口端，所述发泡管4的入口端分别与气瓶1和发泡液容器2相连；视窗容器5，其内设有能移动的活塞506，所述活塞506与所述视窗容器5的底壁之间形成发泡腔519，所述视窗容器5的底壁设有注入口517，所述发泡腔519通过所述注入口517与所述发泡管4的出口端相连通，所述活塞506内穿设用于对所述发泡腔519抽真空的排出管507，所述视窗容器5的周壁设有与所述发泡腔519相对应的多个视窗口，所述视窗口内设有观测机构。

具体的，如图1所示，气瓶1上设有开口，所述气瓶1与所述发泡管4之间设有气体质量流量控制器3，气瓶1的开口与气体质量流量控制器3之间通过设有阀门的管路相连，气体质量流量控制器3与发泡管4的入口端之间也通过设有阀门的管路相连，发泡液容器2上设有开口，发泡液容器2上的开口通过设有阀门的管路连接于气体质量流量控制器3与发泡管4之间的管路上，使气瓶1内的气体和发泡液容器2内的发泡液通过管道汇合后进入发泡管4内进行混合，发泡管4的出口端与视窗容器5的注入口517之间也通过设有阀门的管路相连，在没有进行实验的情况下，所有的阀门均呈关闭状态，进一步的，气体质量流量控制器3还可电连接于控制器6，以将通过气体质量流量控制器3的气体的流量反馈给控制器6，同时，视窗容器5也可以电连接于控制器6，以将观测机构观测的发泡高度的信息反馈给控制器6；优选的，排出管507穿设于活塞506的中央，排出管507的一端与发泡腔519相连通，排出管507的另一端穿出活塞506并与视窗容器5外的一抽真空泵相连，其中，排出管507穿出活塞506的另一端也可以穿设在活塞506上的丝杠505内，并与视窗容器5外的抽真空泵相连。

进一步的，如图2所示，所述视窗容器5的顶端上密封设有涡轮蜗杆箱501，所述活塞506的顶部设有丝杠505，所述丝杠505与所述涡轮蜗杆箱501内的涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过减速机502与伺服电机503相连，具体的，伺服电机503、减速机502和蜗轮蜗杆箱501内的蜗轮蜗杆机构依次相连，以通过减速机502将伺服电机503的高转速降低至低转速，并将低转速传递给蜗轮蜗杆机构，驱使蜗轮蜗杆机构转动，因丝杠505与蜗轮蜗杆机构垂直设置且二者螺接接合，使丝杠505在蜗轮蜗杆机构的旋转运动的驱动下进行上下旋转运行，并通过丝杠505带动活塞506进行上下移动，进而改变发泡腔519的容积，即，通过蜗轮蜗杆机构和丝杠505的螺接接合，将蜗轮蜗杆机构的旋转运动转化为活塞506的上下运动，其中，伺服电机503可通过正转和反转，以驱动蜗轮蜗杆机构进行正转和反转，进而带动活塞506上行或下行，例如，当伺服电机503正转时，蜗轮蜗杆机构正转并带动丝杠505上行旋转，使活塞506向上移动，当伺服电机503反转时，蜗轮蜗杆机构反转并带动丝杠505下行旋转，使活塞506向下移动。

更进一步的，如图2所示，所述活塞506、所述视窗容器5与所述涡轮蜗杆箱501之间围设形成平衡腔520，所述涡轮蜗杆箱501上穿设平衡管500，所述平衡管500与所述平衡腔520相连通，具体的，蜗轮蜗杆箱501设置在视窗容器5的上端开口上，以将视窗容器5的上端开口封闭，使于所述视窗容器5内的蜗轮蜗杆箱501的底面与活塞506的顶面之间形成平衡腔520，以通过设置在涡轮蜗杆箱501上的平衡管500向蜗轮蜗杆箱501内注入压力气体，保证在实验时，平衡腔520内的压力处于合理的设定值，使活塞506上表面所受的来自平衡腔520的压力大致等于活塞506下表面所受的来自发泡腔519的压力，避免活塞506在发泡腔519内压力作用下发生移动，其中的压力气体可为氮气，并通过设置在平衡管500上的压力表进行监测。

进一步的，如图2所示，所述视窗容器5内环设抱死机构，在所述活塞506移动到实验位置的状态下，所述抱死机构能密封的环设于所述活塞506，使抱死机构紧密套设于活塞506上，以将活塞506抱死，实现活塞506的无缝高压密封，并实现活塞506的定位，防止活塞506在实验过程中发生移动。

优选的，如图2所示，所述抱死机构为密封套509，所述视窗容器5的周壁上设有开孔508，所述开孔508与所述密封套509的内腔相连通，在通过所述开孔508向所述密封套509内注入压力流体使所述密封套509膨胀的状态下，所述密封套509能密封的套设于所述活塞506，具体的，视窗容器5大致呈圆筒状，其内设有的密封套509由耐高温的具有弹性的橡胶材料制成，且密封套509为围绕活塞506的环形密封套，密封套509内部设有内腔，密封套509上设有开口，密封套509的开口与视窗容器5的周壁上的开孔508相对应且密封连接，视窗容器5外部设有泵(例如柱塞泵)，该泵与视窗容器5的周壁上的开孔508相连，以通过泵经视窗容器5的周壁上的开孔508向密封套509内泵入压力流体(例如高压的液压油或者氮气)，同时还可在开孔508设置压力表，以监测密封套509内的压力，其中，在未向密封套509内泵入压力流体时，密封套509呈收缩状，密封套509与活塞506之间为间隙配合，使活塞506无阻力的进行上下移动，在向密封套509内泵入高压的压力流体时，密封套509均匀地膨胀鼓起，密封套509紧密套设于活塞506上，以将活塞506抱死，实现活塞506的无缝高压密封，并实现活塞506的定位，防止活塞506在实验过程中发生移动，当然，密封套509的开口也可以设为例如气球的开口的形状，使密封套509的开口可从视窗容器5周壁上的开孔508穿出并与泵相连。

更进一步的，如图2所示，所述视窗容器5包括上缸体504和下缸体516，所述上缸体504与所述下缸体516之间设有压盖510，所述密封套509位于所述上缸体504内且位于所述压盖510的上方，在所述活塞506移动到下限位置的状态下，所述活塞506的上表面位于所述压盖510的上方，具体的，视窗容器5大致呈圆筒状，其包括上下叠置的上缸体504和下缸体516，上缸体504和下缸体516也均呈圆筒状，密封套509设于上缸体504内，发泡腔519形成于下缸体516内，观测机构设置于下缸体516上，通过上缸体504和下缸体516之间的压盖510能隔离密封套509和下缸体516，避免在未注入压力流体之前收缩的密封套509掉入下缸体516内，所述压盖510的壁厚与所述下缸体516的壁厚相等，使活塞506可以平滑的上下移动，所述上缸体504的壁厚小于所述下缸体516的壁厚，使上缸体504的内壁面与活塞506之间具有一容置密封套509的空间，活塞506向上移动的上限位置为活塞506的上表面接触蜗轮蜗杆箱501的下表面，活塞506向下移动的下限位置为活塞506的上表面位于压盖510的上方且几乎与压盖510的上表面共面，使设置于上缸体504内和压盖510上方的密封套509能刚好作用于活塞506的上端，实现活塞506的无缝高压密封。

更进一步的，如图2所示，所述下缸体516的内周壁的上端设有台阶，所述台阶上设有密封圈511，所述压盖510压设于所述密封圈511上方，以通过压盖510将密封圈511压紧固定，防止密封圈511窜动及在高压下的变形，也使活塞506在上下移动过程中与视窗容器5的内壁面保持密封，其中，下缸体516上端设置的台阶的厚度(即台阶在视窗容器5径向的厚度)与上缸体504的内壁面与活塞506之间的间距相等。

进一步的，如图2所示，多个所述视窗口上下交错的设于所述视窗容5器的两侧，即多个视窗口于视窗容器5的两侧相对设置，且位于同侧的多个视窗口上下间隔设置，位于两侧的多个视窗口在高度上相互衔接，使用于发泡的视窗容器5内的发泡腔519的空间(最大时即为整个下缸体516的空间)自上而下全部能够通过设于视窗口的观测机构进行观测。

进一步的，如图2所示，所述观测机构包括蓝宝石玻璃观测头512，所述蓝宝石玻璃观测头512的内壁面为与所述视窗容器5的内壁面相匹配的弧面，所述蓝宝石玻璃观测头512的外壁面上连接探测器513，所述探测器513与一控制器6电连接，具体的，蓝宝石玻璃观测头512大致呈内大外小的漏斗形，蓝宝石玻璃观测头512的内壁面为圆弧面，使蓝宝石玻璃观测头512的内壁面与视窗容器5的内壁面组成圆柱形的发泡腔519，优选的，所述蓝宝石玻璃观测头512的内壁面沿所述视窗容器5的周向的弧长与所述视窗容器5的内壁面的周长的比为1：4，使在保证视窗容器5的结构强度的前提下，通过蓝宝石玻璃观测头512能观测整个视窗容器5内的发泡情况，同时，蓝宝石玻璃观测头512具有较高的硬度和透光性，能适应实验室的高温高压可视化的观测需求；蓝宝石玻璃观测头512的外壁面呈圆形，以与圆形截面的探测器513相连接，通过探测器513探测到的信息可以通过数据线514传回控制器6(例如电脑)，以实现实时监控发泡剂的发泡情况；优选的，在蓝宝石玻璃观测头512与视窗口的内壁面之间的间隙处设置密封件515(如图2所示)，以进行密封，避免发泡液漏出；

其中，探测器513可为工业相机(简称CCD)，且CCD的球面物镜的尺寸与蓝宝石玻璃观测头512的外壁面的尺寸相同，以实现CCD观测到整个发泡腔519的泡沫高度的变化情况，同时，蓝宝石玻璃观测头512的外壁面的尺寸小于内壁面的尺寸的设置，也可以实现观测机构耐高压的要求，保证实验的安全，另外，探测器513也可为X射线探测器，以探测到对应的下缸体516内的泡沫流体密度变化，并通过该密度的变化判断泡沫的高度，实现对能见度低或无能见度的泡沫的探测，适用范围广，具体的，对于泡沫段，其密度远远小于水，对于泡沫析液段，其密度接近于水，因此可根据X射线探测器对密度的探测，反推出泡沫的析液界面和泡沫存在的高度。

在优选的实施例中，如图2所示，所述视窗容器5外套设电加热套518，以通过电加热套518使视窗容器5升温到预定的实验温度，并在实验过程中维持在实验所需的温度环境。

本发明提供一种可变体积的化学剂发泡效果评价装置，其适用于高压高压环境下的化学剂发泡效果的评价，其通过移动活塞506使视窗容器5内的发泡腔519的体积可调，以适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，能对各种化学剂发泡效果进行评价，实现了变体积的泡沫评价、低透明度泡沫的高度观测、活塞的高压密封，适用范围广，评价准确度高。

实施方式二

如图1至图3所示，本发明还提供一种化学剂发泡效果评价方法，其采用上述的化学剂发泡效果评价装置，具体化学剂发泡效果评价装置的结构在此不再赘述，所述化学剂发泡效果评价方法包括如下步骤：

步骤S2，移动设于视窗容器5内的活塞506，调节视窗容器5内的发泡腔519的体积；

步骤S4，通过排出管507对所述发泡腔519进行抽真空处理；

步骤S6，使气瓶1内的气体和发泡液容器2内的发泡液进入发泡管4混合，并通过视窗容器5底壁的注入口517注入发泡腔519内发泡；

步骤S8，通过观测机构观测发泡腔519内的发泡高度。

具体的，所述步骤S2内的活塞506的移动是通过伺服电机503驱动蜗轮蜗杆机构，使蜗轮蜗杆机构正转或反转，以使与蜗轮蜗杆机构螺接的丝杠505向上或向下旋转运动，进而带动活塞506上下移动，以将活塞506移动并固定到待实验位置，达到实验所需的体积，实现根据不同等级的发泡液的发泡体积改变发泡腔519的容积的目的；通过所述步骤4内的抽真空处理，使在向发泡腔519内注入发泡液和气体前，使发泡腔519呈真空状态，以利于发泡液和气体的注入和发泡液迅速发泡；通过所述步骤6，以一定的流量向发泡腔519内注入气体和发泡液的混合物以进行发泡，以达到实验所需的压力，利于形成实验的高压环境，其中的流量可通过气体质量流量控制器进行控制和监测，同时也可以通过各个阀门进行控制；所述步骤S8内的观测机构设置于视窗容器5的视窗口，并与控制器6电连接，以将其监测到的发泡情况实时反馈到控制器6，实现对发泡腔519内的发泡情况的连续监测。

进一步的，在进行实验前，还包括步骤S0：连接管线，将气瓶1的开口通过设有阀门(优选的，该阀门为单向阀，避免气体返回气瓶)的管路连接于气体质量流量控制器3的一端，同时，将发泡管4的入口端通过三通分支管路分别与气体质量流量控制器3的另一端和发泡液容器2的开口相连，使经气体质量流量控制器3的气体和发泡液容器2流出的发泡液经三通分支管路汇合进入发泡管4内混合，其中，发泡管4与气体质量流量控制器3之间的管路上、和发泡管4与发泡液容器2之间的管路上分别设有一个阀门，将发泡管4与视窗容器5的底壁上的注入口517连接，完成实验前管路的安装，并将气体质量流量控制器3和视窗容器5的观测机构分别与控制器6电连接，以实现远程实时监测，优选的，上述各管路上的阀门可以均设为单向阀，以避免回流。

进一步的，在所述步骤S2之前，还包括步骤S1，设定电加热套518温度，将所述视窗容器5升温到实验温度，以保证试验的温度环境，有利于实验数据的准确性。

更进一步的，在所述步骤S2与所述步骤S4之间，还包括步骤S3，通过所述视窗容器5的开孔508向密封套509中注入压力流体，使所述密封套509膨胀并抱死所述活塞506，其中的压力流体可为高压的氮气或液压油，实现活塞506的无缝高压密封，并实现活塞506的定位，同时通过平衡管500向平衡腔520内注入压力气体，其中的压力气体可为氮气，保证活塞506上表面和下表面的压力平衡，避免活塞506在高压的发泡腔519内的泡沫的作用下发生移动，而影响实验准确性，其中，向密封套509内注入压力流体和向平衡腔520内注入压力气体是同步进行的，并在注入过程中密切监测密封套509内和平衡腔520内的压力，使两者内的压力同步升高并保持相等，使密封套509抱死活塞506的同时，由于平衡腔520内的压力，而保证活塞506上部的密封套509不会发生变形，确保活塞506的稳定密封。

本发明化学剂发泡效果评价装置及评价方法的特点及优点是：

1、本发明通过使活塞506能移动的设于视窗容器5内，使视窗容器5内的发泡腔519的体积可变，以适用于各种化学剂的不同发泡体积的要求，实现对各种化学剂发泡效果的评价；特别的，采用伺服电机503带动蜗轮蜗杆机构，通过蜗轮蜗杆机构驱动丝杠505上下移动并转动，并通过丝杠505带动活塞506上下移动，即通过蜗轮蜗杆的旋转运动转化为活塞506的上下移动，以通过在视窗容器5内能上下移动的活塞506，实现调节视窗容器5内的发泡腔519的容积，使发泡腔519的容积从下缸体516的最大体积到0的无级变体，适用于各种体积下的泡沫型化学剂的发泡效果的评价，使用范围广，精度高。

2、本发明通过在视窗容器5的相对的侧面上下交错的设置多个视窗口，并于视窗口内设置观测机构，实现对发泡腔519内的发泡情况的监测；特别的，观测机构采用漏斗形的蓝宝石玻璃观测头512，并采用球形镜面的工业相机(CCD)作为探测器513与蓝宝石玻璃观测头512相连，实现最大范围观测视窗容器5内的泡沫高度的变化，杜绝了盲区，或者采用X射线探测器作为探测器513与蓝宝石玻璃观测头512相连，实现对能见度低或无能见度的油相泡沫的探测，以根据泡沫析液前后的密度变化来监测泡沫高度的变化。

3、本发明在视窗容器5内设置能密封的紧设于活塞506的抱死机构，通过抱死机构抱死于活塞506，使抱死机构紧密套设于活塞506上，实现活塞506的无缝高压密封和定位，防止发泡液泄露和活塞506在实验中移动，通过解除抱死，实现活塞506自由无阻力的上下移动；特别的，抱死机构为密封套509，当活塞506在上下运动过程中时，排空密封套509，使活塞506上下移动时的阻力减小到最小，当活塞506到达实验位置后，通过向密封套509内注入压力流体，使密封套509膨胀密封抱死于活塞506，有效减小活塞506与视窗容器5内壁面的接触缝隙，防止高压的发泡液泄露，同时，通过在活塞506上部的平衡腔520内注入与密封套509内等压力的压力气体，有效稳定密封套509的形态，防止密封套509变形，达到稳定密封的效果。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述化学剂发泡效果评价装置包括：

发泡管，其设有入口端和出口端，所述发泡管的入口端分别与气瓶和发泡液容器相连；

视窗容器，其内设有能移动的活塞，所述活塞与所述视窗容器的底壁之间形成发泡腔，所述视窗容器的底壁设有注入口，所述发泡腔通过所述注入口与所述发泡管的出口端相连通，所述活塞内穿设用于对所述发泡腔抽真空的排出管，所述视窗容器的周壁设有与所述发泡腔相对应的多个视窗口，所述视窗口内设有观测机构。

2.根据权利要求1所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述视窗容器的顶端上密封设有涡轮蜗杆箱，所述活塞的顶部设有丝杠，所述丝杠与所述涡轮蜗杆箱内的涡轮蜗杆机构相连，所述涡轮蜗杆机构通过减速机与伺服电机相连。

3.根据权利要求2所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述活塞、所述视窗容器与所述涡轮蜗杆箱之间围设形成平衡腔，所述涡轮蜗杆箱上穿设平衡管，所述平衡管与所述平衡腔相连通。

4.根据权利要求1所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述视窗容器内环设抱死机构，在所述活塞移动到实验位置的状态下，所述抱死机构能密封的环设于所述活塞。

5.根据权利要求4所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述抱死机构为密封套，所述视窗容器的周壁上设有开孔，所述开孔与所述密封套的内腔相连通，在通过所述开孔向所述密封套内注入压力流体使所述密封套膨胀的状态下，所述密封套能密封的套设于所述活塞。

6.根据权利要求5所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述视窗容器包括上缸体和下缸体，所述上缸体与所述下缸体之间设有压盖，所述密封套位于所述上缸体内且位于所述压盖的上方，在所述活塞移动到下限位置的状态下，所述活塞的上表面位于所述压盖的上方。

7.根据权利要求6所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述下缸体的内周壁的上端设有台阶，所述台阶上设有密封圈，所述压盖压设于所述密封圈上方。

8.根据权利要求1所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，多个所述视窗口上下交错的设于所述视窗容器的两侧。

9.根据权利要求1或8所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述观测机构包括蓝宝石玻璃观测头，所述蓝宝石玻璃观测头的内壁面为与所述视窗容器的内壁面相匹配的弧面，所述蓝宝石玻璃观测头的外壁面上连接探测器，所述探测器与一控制器电连接。

10.根据权利要求9所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述蓝宝石玻璃观测头的内壁面沿所述视窗容器的周向的弧长与所述视窗容器的内壁面的周长的比为1：4。

11.根据权利要求9所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述探测器为工业相机或X射线探测器。

12.根据权利要求1所述的化学剂发泡效果评价装置，其特征在于，所述气瓶与所述发泡管之间设有气体质量流量控制器，所述视窗容器外套设电加热套。

13.一种化学剂发泡效果评价方法，其特征在于，所述化学剂发泡效果评价方法采用上述权利要求1至12中任一项所述的化学剂发泡效果评价装置，其包括如下步骤：

步骤S2，移动设于视窗容器内的活塞，调节视窗容器内的发泡腔的体积；

步骤S4，通过排出管对所述发泡腔进行抽真空处理；

步骤S6，使气瓶内的气体和发泡液容器内的发泡液进入发泡管混合，并通过视窗容器底壁的注入口注入发泡腔内发泡；

步骤S8，通过观测机构观测发泡腔内的发泡高度。

14.根据权利要求13所述的化学剂发泡效果评价方法，其特征在于，在所述步骤S2之前，还包括步骤S1，设定电加热套温度，将所述视窗容器升温到实验温度。

15.根据权利要求13所述的化学剂发泡效果评价方法，其特征在于，在所述步骤S2与所述步骤S4之间，还包括步骤S3，通过所述视窗容器的开孔向密封套中注入压力流体，使所述密封套膨胀并抱死所述活塞，同时通过平衡管向平衡腔内注入压力气体。