CN110733192B - 一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法 - Google Patents

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    • G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing

Abstract

本发明公开了一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，包括以下步骤：步骤一、选择符合标准的有机玻璃管，清洗干净后，烘干备用；步骤二、利用渗流模型试验用的透明砂颗粒，清洗烘干后备用；步骤三、从步骤二烘干的砂中取出体积为V1的砂，并加热到的有机玻璃熔点的1.5‑1.8倍，且V1的体积小于20%Vmax；步骤四、将有机玻璃管水平固定，并把体积为V1的砂铺在有机玻璃管的内壁；利用耐热硬质圆棒将砂碾压、内嵌至有机玻璃内壁；步骤五、多次重复步骤三和步骤四，直至有机玻璃管的整个内壁都内嵌满砂。有益效果：通过采用热熔融的方式把透明砂内嵌有机玻璃管内壁，在不影响渗流现场观察的情况下，避免了内壁的优先渗流。

Description

一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法
技术领域
本发明涉及砂岩渗流领域，具体涉及一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法。
背景技术
在利用松散砂层、孔隙砂岩做关于水、浆液、驱替液和油气渗流试验时，经常会用亚克力材料制成的透明有机玻璃圆管来制作试验模型。一般的操作是先在机玻璃圆管做成的试验模型中填筑透明的松散砂、孔隙砂岩模型材料，最后利用试验模型开展相关流体的渗流试验。这种操作的好处是模型材料的渗流现场可以被肉眼观察到，通常把这种试验称为“可视化”试验。
但是上述的情况会存在难以忽视的问题，即：由于制作试验模型的有机玻璃管内壁光滑，试验模型填筑的砂或孔隙砂岩模型材料在与管壁接触的位置将是开展相关渗流试验的优势渗流路径，即边界接触位置的渗流速度往往比模型材料内部渗流速度快，则通过肉眼观测到的渗流界面仅为边界位置渗流的界面，并不是模型材料内部的实际渗流界面，自然会影响到对试验结果的分析及研究。
在“岩芯渗透率测试与化学注浆试验装置（公开号CN203534937U）”中记载：通过在钢桶内壁车深丝纹的方法来防止边界优势渗流现象的发生，这种方式通过规整的丝纹，增加了模型材料与边界的接触，但是受限于材料的不同，仅仅会减弱边界优势渗流现象，却无法避免优势渗流的发生。
发明内容
为了解决渗流试验模型中存在的边界优势渗流的问题，本发明提供一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、对实际使用的有机玻璃管的具体熔融点实际检测后，取壁厚不低于10mm且内部空腔总容积为Vmax的有机玻璃管，清洗干净后，烘干备用；
步骤二、取适量渗流模型试验用的透明砂颗粒，清洗烘干后备用；
步骤三、从步骤二烘干的砂中取出体积为V1的砂并加热，加热的温度范围是有机玻璃熔点温度范围的1.5-1.8倍，且V1的体积小于20%Vmax；
步骤四、将步骤一中的有机玻璃管水平固定，并把步骤三中体积为V1的砂铺在有机玻璃管的内壁；利用直径小于有机玻璃内径的耐热硬质圆棒将砂碾压、内嵌至有机玻璃内壁；
步骤五、多次重复步骤三至步骤四，直至有机玻璃管的整个内壁都内嵌满砂。在该步骤中，根据需要将有机玻璃管调整固定方向，保证有机玻璃内壁未热熔的表面朝上。
本发明的步骤一所述的有机玻璃管的熔融温度是230-260度，且步骤三中砂的温度范围为345℃-468℃。
进一步地，所述步骤二中透明砂颗粒为石英砂。
进一步地，所述步骤四中，体积为V1的砂在铺设机玻璃管的内壁时，每次的铺设面积不超过整个内壁圆周面积的1/3。
进一步地，步骤四中所述的圆棒为硬质金属棒。优选的，所述金属棒为钢制圆棒。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：通过采用热熔融的方式把透明砂内嵌有机玻璃管内壁，在不影响渗流现场观察的情况下，避免了内壁的优先渗流。
附图说明
图1为采用步骤一至步骤五制作完成后的有机玻璃管横向实物照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
为了获得附图1中的实物，本发明采用了一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、对实际使用的有机玻璃管的具体熔融点实际检测后，取壁厚不低于10mm且内部空腔总容积为Vmax的有机玻璃管，清洗干净后，烘干备用。由于有机玻璃管的具体材质和实际熔点均有不同，因此在步骤一中，在选取有机玻璃管时，必须要对该有机玻璃管材质的具体熔融点进行检测，同时还根据实际渗流试验的需要选取合适的长度和直径。
为了在渗流试验模型中获得更好的可视化效果，在步骤二中，利用渗流模型试验用的透明砂颗粒，清洗烘干后备用，选择用的砂石为透明的石英砂。由于透明度高的砂石也来自试验用的渗流材料，因此彼此之间不存在优势渗流的情况，从而规避了优势渗流导致的试验误差。在附图1中，有机玻璃管会由于透明的砂颗粒存在一定光折射效果，进而导致局部细节的不清晰，但是因为渗流试验现象的研究是整个试验模型的渗流情况，着重在于把握整体，因此不会影响试验中整体的渗流现象的观察。并且还可以采用对渗流液体染色的办法来提高渗流现象的识别观测。
为了让砂可以更好的牢牢内嵌在有机玻璃管内壁，可以采用每次取少量加热后的砂，使用高温的方式熔融嵌入。具体的操作如步骤三，从步骤二烘干的砂中取出体积为V1的砂并加热，加热的温度范围是有机玻璃熔点温度范围的1.5-1.8倍，且V1的体积小于20%Vmax；由于砂的热比容较小，因此温度散失的比较快，所以，每次采用熔融内嵌的时候，取样小于20%的总容积，可以在砂的热量还未散失前，保证砂可内嵌进有机玻璃管；同时，这样操作的另一个好处是伴随着取样较少，在有机玻璃管内部会有更多碾压内嵌的空间。
具体碾压和内嵌过程如步骤四中，将步骤一中的有机玻璃管水平固定，并把步骤三中体积为V1的砂铺在有机玻璃管的内壁，在平铺砂的时候，可以采用倾倒等实施，以保证在水平放置有机玻璃管内底部有砂留存即可。进一步地，每次的铺设面积不超过整个内壁圆周面积的1/3。其中，利用直径小于有机玻璃内直径的耐热硬质圆棒将砂碾压、内嵌至有机玻璃内壁。伴随着砂的温度逐渐降低，整体会对逐渐粘连在有机玻璃管内。该耐热硬质圆棒可以选用硬质金属棒，比如钢制圆棒等。
在步骤五中，多次重复步骤三至步骤四，直至有机玻璃管的整个内壁都内嵌满砂。在每次重复循环步骤三和步骤四后，根据需要都要将有机玻璃管调整固定方向，保证有机玻璃内壁未热熔的表面朝上，便于碾压。
在具体实施例中，在步骤一需要选择有机玻璃管时，考虑到一般有机玻璃管的熔融温度范围是230-260度，因此，步骤三中砂的加热温度范围可以考虑为345度-468度。
通过上述步骤的实施，利用本身就来源于渗透材料中的透明砂，在加热熔融后内嵌在有机玻璃管内壁的方式，不仅可以彻底解决了内壁优先渗流的问题，同时也因为使用的是透明砂，所以，也不会影响渗流试验现象的观察。

Claims (7)

1.一种砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、检测实际使用的有机玻璃管的具体熔融点，取壁厚不低于10mm且内部空腔总容积为Vmax的有机玻璃管，清洗干净后，烘干备用；
步骤二、取适量渗流模型试验用的透明砂颗粒，清洗烘干后备用；
步骤三、从步骤二烘干的砂中取出体积为V1的砂并加热，加热的温度范围是有机玻璃熔点温度范围的1.5-1.8倍，且V1的体积小于20%Vmax；
步骤四、将步骤一中的有机玻璃管水平固定，并把步骤三中体积为V1的砂铺在有机玻璃管的内壁；利用直径小于有机玻璃内径的耐热硬质圆棒将砂碾压、内嵌至有机玻璃内壁；
步骤五、多次重复步骤三和步骤四，直至有机玻璃管的整个内壁都内嵌满砂。
2.根据权利要求1所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：步骤一所述的有机玻璃管的熔融温度范围是230℃-260℃，且步骤三中砂的温度范围为345℃-468℃。
3.根据权利要求1所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：所述步骤二中透明砂颗粒为石英砂。
4.根据权利要求1所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：所述步骤四中，体积为V1的砂在铺设机玻璃管的内壁时，每次的铺设面积不超过整个内壁圆周面积的1/3。
5.根据权利要求1所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：步骤四中所述的圆棒为硬质金属棒。
6.根据权利要求5所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：所述金属棒为钢制圆棒。
7.根据权利要求1所述的砂岩渗流模型用有机玻璃管的制作方法，其特征在于：在需要重复操作步骤三和步骤四时，根据需要将有机玻璃管调整固定方向，保证有机玻璃内壁未热熔的表面朝上。
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