CN109470585B - 一种流体高压循环伤害评价系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种流体高压循环伤害评价系统，其特征在于：包括注液机构、抽真空机构、岩心夹持器组、调压机构和回压机构；所述注液机构、抽真空机构和岩心夹持器组三者连接在三通阀上；所述回压机构连接在岩心夹持器组的一端，所述调压机构通过管道与岩心夹持器组相连；本发明中通过电机驱动的循环泵中的活塞往复运动改变流体在第一岩心夹持器和第二岩心夹持器两端的压力差，流体可多次往复作用于岩心夹持器内的岩心，通过压力的变化改变流体在岩心中的流动，可详细观测到各种压力情况下压力对岩心的伤害机理，测试效果更好，精确度更高。
Description
技术领域
本发明涉及流体对岩石伤害检测设备领域，尤其涉及一种流体高压循环伤害评价系统。
背景技术
到目前为止，有关油气开采中流体对岩石伤害过程的研究，都是一些零散的工作。高压下岩石或岩体的导热性、应力应变特性、强度特性、孔隙裂隙渗流特性、裂缝起裂、扩展、延展等特性、声波、电磁效应特性、热破裂特性、超深地层构造及裂缝探测理论与技术、岩体断裂特性、岩体原始裂隙结构特征的作用与影响及其耦合作用特性、控制方程、数值分析等所有的研究工作都是刚刚开始，急待进行广泛深入细致的工作。
流体高压循环伤害评价系统是地质研究中常规的研究技术，广泛应用于页岩油开采的描述、岩心的非均质性测定、岩心样品选择、裂缝定量分析、在线饱和度的测量、流动实验研究等方面。通过对岩石物性进行定量分析，直观表征岩石的孔隙结构、非均质性、地质分布；
对压力变化过程进行可视化研究，深刻了解低流体高压循环伤害岩石的机理、监测流体分散与窜流特性、认识聚合物驱对提高波及面积影响，揭示地层伤害机理等。利用流体高压循环伤害评价系统技术可以得到岩心内部流体的饱和度沿程分布信息，有利于岩心的研究和油气资源的开采，利用流体高压循环伤害评价系统更可直观的得到每个层内的流体饱和度分布信息，并可进一步研究层间窜流现象和油气资源的开采效率的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种流体高压循环伤害评价系统，能够实现在存在液压压差情况下流体对岩石的伤害机理的研究。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种流体高压循环伤害评价系统，其创新点在于：包括注液机构、抽真空机构、岩心夹持器组、调压机构和回压机构；所述注液机构、抽真空机构和岩心夹持器组三者连接在三通阀上；所述回压机构连接在岩心夹持器组的一端，所述调压机构通过管道与岩心夹持器组相连；
所述注液机构包括恒速恒压泵和容器组；容器组至少包括两个并联的容器单元，所述容器单元内设置柱塞且柱塞与容器单元形成的容纳腔内设置有流体，所述容器单元的两端分别设置有阀门；所述恒速恒压泵的输出端通过一主控阀与并联的容器单元相连；所述并联的容器单元的输出端连接在三通阀上，且并联的容器单元输出端还设置有一排液管；
所述抽真空机构包括气体增压泵、气罐、高压调压阀和单向阀；所述气体增压泵的输出端连接在气罐的一端上，所述气罐的另一端与高压调压阀和单向阀依次串联，所述单向阀的一端连接在三通阀上；所述气体增压泵与气罐之间并联有排气管；
所述岩心夹持器组包括一对串联的第一岩心夹持器和第二岩心夹持器，且岩心夹持器内设置有岩心；所述调压机构包括循环泵、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；所述循环泵上设置有第一液口和第二液口；所述第一液口通过第一流道连接第一岩心夹持器的一端上且第二控制阀设置在第一流道上，所述第一液口通过第二流道连接在第二岩心夹持器的一端上且第三控制设置在第二流道上；所述第二液口通过第三流道连接在第一岩心夹持器的一端上且第一控制阀设置在第三流道上，所述第二液口通过第四流道连接在第二岩心夹持器的一端且第四控制阀设置在第四流道上；
所述回压装置包括回压阀、缓冲罐和手动泵；所述回压阀的一端连接在第二岩心夹持器上，所述回压阀的另一端为出液口；所述缓冲罐通过管道与回压阀相连，所述手动泵通过管道连接在缓冲罐上，所述手动泵与缓冲罐相连的管道通过一环压管道分别连接在第一岩心夹持器和第二岩心夹持器上。
进一步的，所述循环泵通过电机驱动，所述循环泵包括泵体、封头、活塞、活塞杆和螺纹杆；所述泵体呈两端导通的圆柱筒状结构，所述封头设置在泵体的两端，所述封头上设置有容纳活塞杆穿过的通孔；所述活塞设置在泵体内，活塞杆连接活塞上且活塞杆穿过封头上的通孔延伸至本体外侧，所述活塞杆的一端设置有与螺纹杆配合的螺纹孔；所述电机的输出端通过一联轴器与螺纹杆相连驱动螺纹杆转动，电机的输出端通过连接架固定连接在一封头上；所述螺纹杆与活塞杆端部的螺纹孔配合，在电机的驱动下带动活塞沿着泵体的内壁往复移动。
本发明的优点在于：
1）本发明中通过电机驱动的循环泵中的活塞往复运动改变流体在第一岩心夹持器和第二岩心夹持器两端的压力差，流体可多次往复作用于岩心夹持器内的岩心，通过压力的变化改变流体在岩心中的流动，可详细观测到各种压力情况下压力对岩心的伤害机理，测试效果更好，精确度更高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种流体高压循环伤害评价系统的连接示意图。
图2为本发明的一种流体高压循环伤害评价系统的循环泵结构图。
图3为发明的一种流体高压循环伤害评价系统的循环泵另一状态结构图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图3所示的一种流体高压循环伤害评价系统，包括注液机构1、抽真空机构2、岩心夹持器组3、调压机构4和回压机构5；所述注液机构1、抽真空机构2和岩心夹持器组3三者连接在三通阀上6；所述回压机构5连接在岩心夹持器组3的一端，所述调压机构4通过管道与岩心夹持器组3相连。
注液机构1包括恒速恒压泵11和容器组12；容器组12至少包括两个并联的容器单元121，所述容器单元121内设置柱塞且柱塞与容器单元121形成的容纳腔内设置有流体，所述容器单元121的两端分别设置有阀门122；所述恒速恒压泵11的输出端通过一主控阀13与并联的容器单元121相连；所述并联的容器单元121的输出端连接在三通阀6上，且并联的容器单元121输出端还设置有一排液管123。
抽真空机构2包括气体增压泵21、气罐22、高压调压阀23和单向阀24；所述气体增压泵21的输出端连接在气罐22的一端上，所述气罐22的另一端与高压调压阀23和单向阀24依次串联，所述单向阀24的一端连接在三通阀6上；所述气体增压泵21与气罐22间并联有排气管25。
岩心夹持器组3包括一对串联的第一岩心夹持器31和第二岩心夹持器32，且岩心夹持器3内设置有岩心；所述调压机构4包括循环泵41、第一控制阀42、第二控制阀43、第三控制阀44和第四控制阀45；所述循环泵41上设置有第一液口和第二液口；所述第一液口通过第一流道46连接第一岩心夹持器31的一端上且第二控制阀42设置在第一流道46上，所述第一液口通过第二流道47连接在第二岩心夹持器32的一端上且第三控制43设置在第二流道47上；所述第二液口通过第三流道48连接在第一岩心夹持器31的一端上且第一控制阀42设置在第三流道48上，所述第二液口通过第四流道49连接在第二岩心夹持器32的一端且第四控制阀44设置在第四流道49上。
回压装置5包括回压阀51、缓冲罐52和手动泵53；所述回压阀51的一端连接在第二岩心夹持器32上，所述回压阀51的另一端为出液口；所述缓冲罐52通过管道与回压阀51相连，所述手动泵53通过管道连接在缓冲罐52上，所述手动泵53与缓冲罐52相连的管道通过一环压管道54分别连接在第一岩心夹持器31和第二岩心夹持器32上。
循环泵41通过电机411驱动，所述循环泵41包括泵体412、封头413、活塞414、活塞杆415和螺纹杆416；所述泵体412呈两端导通的圆柱筒状结构，所述封头413设置在泵体412的两端，所述封头413上设置有容纳活塞杆414穿过的通孔；所述活塞414设置在泵体412内，活塞杆415连接活塞414上且活塞杆415穿过封头413上的通孔延伸至本体外侧，所述活塞杆415的一端设置有与螺纹杆416配合的螺纹孔；所述电机411的输出端通过一联轴器与螺纹杆416相连驱动螺纹杆416转动，电机411的输出端通过连接架固定连接在一封头413上；所述螺纹杆416与活塞杆415端部的螺纹孔配合，在电机411的驱动下带动活塞414沿着泵体412的内壁往复移动。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种流体高压循环伤害评价系统，其特征在于：包括注液机构、抽真空机构、岩心夹持器组、调压机构和回压机构；所述注液机构、抽真空机构和岩心夹持器组三者连接在三通阀上；所述回压机构连接在岩心夹持器组的一端，所述调压机构通过管道与岩心夹持器组相连；
所述注液机构包括恒速恒压泵和容器组；容器组至少包括两个并联的容器单元，所述容器单元内设置柱塞且柱塞与容器单元形成的容纳腔内设置有流体，所述容器单元的两端分别设置有阀门；所述恒速恒压泵的输出端通过一主控阀与并联的容器单元相连；所述并联的容器单元的输出端连接在三通阀上，且并联的容器单元输出端还设置有一排液管；
所述抽真空机构包括气体增压泵、气罐、高压调压阀和单向阀；所述气体增压泵的输出端连接在气罐的一端上，所述气罐的另一端与高压调压阀和单向阀依次串联，所述单向阀的一端连接在三通阀上；所述气体增压泵与气罐之间并联有排气管；
所述岩心夹持器组包括一对串联的第一岩心夹持器和第二岩心夹持器，且岩心夹持器内设置有岩心；所述调压机构包括循环泵、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀；所述循环泵上设置有第一液口和第二液口；所述第一液口通过第一流道连接第一岩心夹持器的一端上且第二控制阀设置在第一流道上，所述第一液口通过第二流道连接在第二岩心夹持器的一端上且第三控制设置在第二流道上；所述第二液口通过第三流道连接在第一岩心夹持器的一端上且第一控制阀设置在第三流道上，所述第二液口通过第四流道连接在第二岩心夹持器的一端且第四控制阀设置在第四流道上；
所述回压机构包括回压阀、缓冲罐和手动泵；所述回压阀的一端连接在第二岩心夹持器上，所述回压阀的另一端为出液口；所述缓冲罐通过管道与回压阀相连，所述手动泵通过管道连接在缓冲罐上，所述手动泵与缓冲罐相连的管道通过一环压管道分别连接在第一岩心夹持器和第二岩心夹持器上；
所述循环泵通过电机驱动，所述循环泵包括泵体、封头、活塞、活塞杆和螺纹杆；所述泵体呈两端导通的圆柱筒状结构，所述封头设置在泵体的两端，所述封头上设置有容纳活塞杆穿过的通孔；所述活塞设置在泵体内，活塞杆连接活塞上且活塞杆穿过封头上的通孔延伸至本体外侧，所述活塞杆的一端设置有与螺纹杆配合的螺纹孔；所述电机的输出端通过一联轴器与螺纹杆相连驱动螺纹杆转动，电机的输出端通过连接架固定连接在一封头上；所述螺纹杆与活塞杆端部的螺纹孔配合，在电机的驱动下带动活塞沿着泵体的内壁往复移动。
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