CN112879256A - 一种可模拟油藏压力的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油开采教学技术领域，尤其涉及一种可模拟油藏压力的实验装置。包括进油加压组件、加压组件、排油组件、测压回油组件、联轴器和电机；进油加压组件包括传动机箱，传动机箱内部设置有油槽；加压组件包括加压机箱；排油组件包括排油机箱；传动机箱一端与加压机箱一侧固定连接；加压机箱另一侧与排油机箱固定连接；排油机箱上方设置有测压回油组件；传动机箱内部设置有传动轴；通过电机带动传动轴上斜盘的转动，实现了带动给油杆向排油组件中供给油液，达到了简便、快捷模拟油藏压力的实验效果；又通过传动轴中部的凸台与传动机箱内部的轴承转轴连接，实现了传动轴的连接稳固，保证了装置运转时的平稳、安全。

Description

一种可模拟油藏压力的实验装置
技术领域
本发明涉及石油开采教学技术领域，尤其涉及一种可模拟油藏压力的实验装置。
背景技术
石油，是大自然馈赠给我们的一种宝贵资源，石油促进了工业革命的发展，直至如今，石油带给人们的便利无处不在。在开采石油的前期，油藏压力的探测事关重要。现在油藏压力教学实验中所需装置体积庞大，在使用时还需要大量专业人员进行复杂操作，远远达不到简便、快捷的使用效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种可模拟油藏压力的实验装置，通过电机带动传动轴上斜盘的转动，实现了带动给油杆向排油组件中供给油液，达到了简便、快捷模拟油藏压力的实验效果；又通过传动轴中部的凸台与传动机箱内部的轴承转轴连接，实现了传动轴的连接稳固，保证了装置运转时的平稳、安全。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：包括进油加压组件、加压组件、排油组件、测压回油组件、联轴器和电机；进油加压组件包括传动机箱，传动机箱内部设置有油槽；传动机箱上方设置有储油仓，储油仓为中空结构，且与油槽连通；加压组件包括加压机箱；排油组件包括排油机箱；传动机箱一端中部设置有密封圈，另一端与加压机箱一侧固定连接；加压机箱另一侧与排油机箱固定连接；排油机箱上方设置有测压回油组件；传动机箱内部设置有传动轴；传动轴一端设置有固定轴，另一端设置有连接轴；连接轴与密封圈转轴连接并贯穿后，与联轴器一端键连接；联轴器另一端与电机轴头键连接。
进一步优化本技术方案，所述的传动轴一端的固定轴与加压机箱中部转轴连接；传动轴中部靠近连接轴位置依次设置有凸台、斜盘；传动机箱内部设置有轴承，凸台与轴承转轴连接。
进一步优化本技术方案，所述的与油槽相邻的加压机箱端面上设置有多个定位孔；多个定位孔以传动轴轴线为圆心均匀分布；与排油机箱相邻的加压机箱端面上设置有多个滑道；定位孔与滑道位置一一对应且相通；定位孔内部设置有复位弹簧；复位弹簧内部设置有给油组件。
进一步优化本技术方案，所述的定位孔直径大于滑道直径。
进一步优化本技术方案，所述的给油组件包括给油杆和导向块；给油杆一端设置有活动轴，另一端设置有第二油道；活动轴表面为球形；导向块一端与斜盘摩擦配合，另一端设置有导向槽；导向槽为与活动轴球面尺寸一致的球形凹槽，并与活动轴球面摩擦配合。
进一步优化本技术方案，所述的给油杆中部内部设置有第一油道，第一油道与第二油道相通；第一油道中部的给油杆外侧设置有限位台，限位台直径与定位孔直径相等；靠近活动轴的限位台一侧的给油杆上设置有多个进油孔，进油孔与第一油道相通；给油杆一端的第二油道内部螺纹连接有固定套；固定套一端设置有第一定位柱；第一定位柱圆周方向的固定套端面上设置有多个第一通油孔；第一通油孔贯穿固定套；第二油道内部的第一定位柱外侧设置有第一弹簧；第一弹簧一端与固定套固定连接，另一端与第一顶珠固定连接；第一顶珠直径大于第一油道直径，小于第二油道直径；第一弹簧处于自然状态时，第一顶珠完全封堵第一油道。
进一步优化本技术方案，所述的排油机箱上方设置有排油孔；与加压机箱相邻的排油机箱端面上设置有多个第三油道；第三油道与滑道位置一一对应；第三油道内部螺纹连接有隔离套；隔离套中部贯穿设置有第二通油孔；排油机箱内部设置有第四油道，第四油道与第三油道和排油孔均连通；第四油道内部设置有多个第二定位柱；第二定位柱与第三油道位置一一对应；第四油道内部的第二定位柱外侧设置有第二弹簧；第二弹簧一端与第二定位柱固定连接，另一端与第二顶珠固定连接；第二顶珠直径大于第二通油孔直径，小于第三油道直径；第二弹簧处于自然状态时，第二顶珠完全封堵第二通油孔。
进一步优化本技术方案，所述的测压回流组件包括压力表、自动排气阀、排油阀和油管；油管一端与排油孔连接，另一端位于储油仓上方位置；油管上依次设置有压力表、自动排气阀和排油阀。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、通过电机带动传动轴上斜盘的转动，实现了带动给油杆向排油组件中供给油液，达到了简便、快捷模拟油藏压力的实验效果；2、通过传动轴中部的凸台与传动机箱内部的轴承转轴连接，实现了传动轴的连接稳固，保证了装置运转时的平稳、安全；3、通过传动机箱一端设置密封圈，传动轴与密封圈转动连接，实现了油槽的密封效果，保证了实验过程中油液不会泄漏。
附图说明
图1为一种可模拟油藏压力的实验装置的总装配等轴测视图。
图2为一种可模拟油藏压力的实验装置的内部结构示意图。
图3为一种可模拟油藏压力的实验装置的加压组件示意图。
图4为一种可模拟油藏压力的实验装置的给油杆剖视图。
图5为一种可模拟油藏压力的实验装置的固定套剖视图。
图中：1、进油组件；2、加压组件；3、排油组件；4、测压回油组件；5、联轴器；6、电机；101、储油仓；102、传动机箱；1021、油槽；103、传动轴；1031、连接轴；1032、凸台；1033、斜盘；1034、固定轴；104、密封圈；105、轴承；201、加压机箱；202、定位孔；203、滑道；204、给油组件；2041、导向块；2042、导向槽；2043、活动轴；2044、进油口；2045、第一油道；2046、复位弹簧；2047、限位台；2048、第一弹簧；2049、固定套；2050、第一顶珠；2051、第二油道；2052、给油杆；2053、第一定位柱；2054、第一通油孔；301、排油机箱；3011、第三油道；3012、第四油道；302、隔离套；3021、第二通油孔；303、第二顶珠；304、第二弹簧；305、第二定位柱；306、排油孔；401、压力表；402、自动排气阀；403、回油阀；404、油管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
具体实施方式一：结合图1-5所示，包括进油组件1、加压组件2、排油组件3、测压回油组件4、联轴器5和电机6；进油组件1包括传动机箱102，传动机箱102内部设置有油槽1021；传动机箱102上方设置有储油仓101，储油仓101为中空结构，且与油槽1021连通；加压组件2包括加压机箱201；排油组件3包括排油机箱301；传动机箱102一端中部设置有密封圈104，另一端与加压机箱201一侧固定连接；加压机箱201另一侧与排油机箱301固定连接；排油机箱301上方设置有测压回油组件4；传动机箱102内部设置有传动轴103；传动轴103一端设置有固定轴1034，另一端设置有连接轴1031；连接轴1031与密封圈104转轴连接并贯穿后，与联轴器5一端键连接；联轴器5另一端与电机6轴头键连接；传动轴103一端的固定轴1034与加压机箱201中部转轴连接；传动轴103中部靠近连接轴1031位置依次设置有凸台1032、斜盘1033；传动机箱102内部设置有轴承105，凸台1032与轴承105转轴连接；与油槽1021相邻的加压机箱201端面上设置有多个定位孔202；多个定位孔202以传动轴103轴线为圆心均匀分布；与排油机箱301相邻的加压机箱201端面上设置有多个滑道203；定位孔202与滑道203位置一一对应且相通；定位孔202内部设置有复位弹簧2046；复位弹簧2046内部设置有给油组件204；定位孔202直径大于滑道203直径；给油组件204包括给油杆2052和导向块2041；给油杆2052一端设置有活动轴2043，另一端设置有第二油道2051；活动轴2043表面为球形；导向块2041一端与斜盘1033摩擦配合，另一端设置有导向槽2042；导向槽2042为与活动轴2043球面尺寸一致的球形凹槽，并与活动轴2043球面摩擦配合；给油杆2052中部内部设置有第一油道2045，第一油道2045与第二油道2051相通；第一油道2045中部的给油杆2052外侧设置有限位台2047，限位台2047直径与定位孔202直径相等；靠近活动轴2043的限位台2047一侧的给油杆2052上设置有多个进油孔，进油孔与第一油道2045相通；给油杆2052一端的第二油道2051内部螺纹连接有固定套2049；固定套2049一端设置有第一定位柱2053；第一定位柱2053圆周方向的固定套2049端面上设置有多个第一通油孔2054；第一通油孔2054贯穿固定套2049；第二油道2051内部的第一定位柱2053外侧设置有第一弹簧2048；第一弹簧2048一端与固定套2049固定连接，另一端与第一顶珠2050固定连接；第一顶珠2050直径大于第一油道2045直径，小于第二油道2051直径；第一弹簧2048处于自然状态时，第一顶珠2050完全封堵第一油道2045；排油机箱301上方设置有排油孔306；与加压机箱201相邻的排油机箱301端面上设置有多个第三油道3011；第三油道3011与滑道203位置一一对应；第三油道3011内部螺纹连接有隔离套302；隔离套302中部贯穿设置有第二通油孔3021；排油机箱301内部设置有第四油道3012，第四油道3012与第三油道3011和排油孔306均连通；第四油道3012内部设置有多个第二定位柱305；第二定位柱305与第三油道3011位置一一对应；第四油道3012内部的第二定位柱305外侧设置有第二弹簧304；第二弹簧304一端与第二定位柱305固定连接，另一端与第二顶珠303固定连接；第二顶珠303直径大于第二通油孔3021直径，小于第三油道3011直径；第二弹簧304处于自然状态时，第二顶珠303完全封堵第二通油孔3021；测压回流组件包括压力表401、自动排气阀402、回油阀403和油管404；油管404一端与排油孔306连接，另一端位于储油仓101上方位置；油管404上依次设置有压力表401、自动排气阀402和回油阀403。
使用时，步骤一，结合图1-5所示，向储油仓101中加入实验使用的油液，打开回油阀403，保证在油液添加过程中，装置内的气体可以顺畅排出；由于储油仓101与传动机箱102内部油槽1021连通，使得油液进入油槽1021内；又因为传动机箱102一端设置有密封圈104，传动轴103与密封圈104转动连接，实现了油槽1021的密封效果，保证了实验过程中油液不会泄漏；随着油槽1021内的油液增加，油液顺着给油杆2052上的进油口2044流入与之连通的第一油道2045内；
由于第一弹簧2048一端与固定套2049固定连接，另一端与第一顶珠2050固定连接，且第一顶珠2050直径大于第一油道2045直径，小于第二油道2051直径；所以，此时处在自然状态的第一弹簧2048处于时，第一顶珠2050完全封堵第一油道2045；当继续添加油液，第一油道2045内的油液压力增大；此时，油液通过挤压第一顶珠2050，压迫第一弹簧2048收缩；第一弹簧2048收缩时，带动第一顶珠2050移动，油液流入第二油道2051；由于第一定位柱2053上的第一通油孔2054贯穿固定套2049，油液从第二油道2051继续流入滑道203；
因为第三油道3011内部螺纹连接有隔离套302，隔离套302中部贯穿设置有第二通油孔3021；且第二弹簧304处于自然状态时，第二顶珠303完全封堵第二通油孔3021；同理，油液通过挤压第二顶珠303，压迫第二弹簧304收缩；第二弹簧304收缩时，带动第二顶珠303移动，油液流入第三油道3011，并流入与第三油道3011连通的第四油道3012；
随着第四油道3012内油液的增多，第二顶珠303两侧滑道203和第三油道3011的油压越来越小，第二弹簧304由收缩状态改为伸长状态；第二弹簧304伸长时，带动第二顶珠303移动，直至第二顶珠303完全封堵第二通油孔3021；此时滑道203内的油液开始增多，同理，第一顶珠2050两侧第一油道2045和第二油道2051的油压越来越小，第一弹簧2048由收缩状态改为伸长状态；第一弹簧2048伸长时，带动第一顶珠2050移动，直至第一顶珠2050完全封堵第一油道2045；
待储油仓101中油液液面达到实验要求时，停止添加油液。
步骤二，结合图1-5所示，电机6启动时，电机6轴头通过联轴器5带动与之键连接的传动轴103旋转；传动轴103一端的固定轴1034与加压机箱201中部转轴连接；通过传动轴103中部的凸台1032与传动机箱102内部的轴承105转轴连接，实现了传动轴103的连接稳固，保证了装置运转时的平稳、安全；传动轴103转动时，带动斜盘1033同步转动；
由于加压机箱201上定位孔202内部设置有复位弹簧2046，复位弹簧2046内部的给油杆2052与滑道203转轴配合；且导向块2041一端与斜盘1033摩擦配合，另一端的导向槽2042与给油杆2052上的活动轴2043球面摩擦配合；随着斜盘1033的旋转，导向块2041与斜盘1033接触面由低点变化为高点，此时导向块2041通过导向槽2042带动给油杆2052移动，给油杆2052上的限位台2047同步移动并压缩复位弹簧2046收缩；当导向块2041与斜盘1033接触面为最高点时，给油杆2052停止移动；斜盘1033继续旋转，导向块2041与斜盘1033接触面由高点变化为低点，此时复位弹簧2046开始伸长，并通过限位台2047带动给油杆2052位移，同时给油杆2052通过导向槽2042支撑导向块2041一端始终与斜盘1033贴合；当导向块2041与斜盘1033接触面为最低点时，给油杆2052停止移动；综上，伴随着转盘的转运，给油杆2052在滑道203内做往复直线运动；
由于加压机箱201内设置有多个给油杆2052，所以随着斜盘1033旋转，一部分给油杆2052跟随“导向块2041与斜盘1033接触面由低点变化为高点”运动时，另一部分给油杆2052跟随“导向块2041与斜盘1033接触面由高点变化为低点”运动；
一部分给油杆2052跟随“导向块2041与斜盘1033接触面由低点变化为高点”运动时，给油杆2052在滑道203内，做压缩复位弹簧2046方向的直线运动；此时，第二油道2051和滑道203内的油液被压缩，并产生压力迫使第一顶珠2050完全封堵第一油道2045的同时，挤压第二顶珠303，压迫第二弹簧304收缩；此时，第二油道2051和滑道203内的油液流入第三油道3011，第三油道3011油液增多，油压增大；
与此同时，另一部分给油杆2052跟随“导向块2041与斜盘1033接触面由高点变化为低点”运动，给油杆2052在滑道203内，做复位弹簧2046伸长方向的直线运动；此时，第二油道2051和滑道203内的油液压力减小，第一油道2045内油液产生压力，挤压第一顶珠2050位移，压迫第一弹簧2048收缩；此时，第一油道2045内油液流入第二油道2051和滑道203内；另外，此时与之相对的第二顶珠303受到第三油道3011内油液增大影响，使得第二顶珠303完全封堵完全封堵第二通油孔3021。
综上所述，斜盘1033转动带动给油杆2052向排油组件3中的第三油道3011给油，使得排油组件3中第四油道3012的油液越来越多，油压增加；油液受到油压作用通过排油口，顺着油管404流动，并压迫装置内的空气通过地洞排气阀排出，保证了试验安全；通过油管404油液继续回流至储油仓101，实现油液的循环使用，避免浪费；此时，读取压力表401上的压力值即可；通过电机6带动传动轴103上斜盘1033的转动，实现了带动给油杆2052向排油组件3中供给油液，达到了简便、快捷模拟油藏压力的实验效果。
应当理解的是，本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。且本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：包括进油加压组件、加压组件、排油组件、测压回油组件、联轴器和电机；进油加压组件包括传动机箱，传动机箱内部设置有油槽；传动机箱上方设置有储油仓，储油仓为中空结构，且与油槽连通；加压组件包括加压机箱；排油组件包括排油机箱；传动机箱一端中部设置有密封圈，另一端与加压机箱一侧固定连接；加压机箱另一侧与排油机箱固定连接；排油机箱上方设置有测压回油组件；传动机箱内部设置有传动轴；传动轴一端设置有固定轴，另一端设置有连接轴；连接轴与密封圈转轴连接并贯穿后，与联轴器一端键连接；联轴器另一端与电机轴头键连接。
2.根据权利要求1所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：传动轴一端的固定轴与加压机箱中部转轴连接；传动轴中部靠近连接轴位置依次设置有凸台、斜盘；传动机箱内部设置有轴承，凸台与轴承转轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：与油槽相邻的加压机箱端面上设置有多个定位孔；多个定位孔以传动轴轴线为圆心均匀分布；与排油机箱相邻的加压机箱端面上设置有多个滑道；定位孔与滑道位置一一对应且相通；定位孔内部设置有复位弹簧；复位弹簧内部设置有给油组件。
4.根据权利要求3所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：定位孔直径大于滑道直径。
5.根据权利要求3所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：给油组件包括给油杆和导向块；给油杆一端设置有活动轴，另一端设置有第二油道；活动轴表面为球形；导向块一端与斜盘摩擦配合，另一端设置有导向槽；导向槽为与活动轴球面尺寸一致的球形凹槽，并与活动轴球面摩擦配合。
6.根据权利要求5所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：给油杆中部内部设置有第一油道，第一油道与第二油道相通；第一油道中部的给油杆外侧设置有限位台，限位台直径与定位孔直径相等；靠近活动轴的限位台一侧的给油杆上设置有多个进油孔，进油孔与第一油道相通；给油杆一端的第二油道内部螺纹连接有固定套；固定套一端设置有第一定位柱；第一定位柱圆周方向的固定套端面上设置有多个第一通油孔；第一通油孔贯穿固定套；第二油道内部的第一定位柱外侧设置有第一弹簧；第一弹簧一端与固定套固定连接，另一端与第一顶珠固定连接；第一顶珠直径大于第一油道直径，小于第二油道直径；第一弹簧处于自然状态时，第一顶珠完全封堵第一油道。
7.根据权利要求1所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：排油机箱上方设置有排油孔；与加压机箱相邻的排油机箱端面上设置有多个第三油道；第三油道与滑道位置一一对应；第三油道内部螺纹连接有隔离套；隔离套中部贯穿设置有第二通油孔；排油机箱内部设置有第四油道，第四油道与第三油道和排油孔均连通；第四油道内部设置有多个第二定位柱；第二定位柱与第三油道位置一一对应；第四油道内部的第二定位柱外侧设置有第二弹簧；第二弹簧一端与第二定位柱固定连接，另一端与第二顶珠固定连接；第二顶珠直径大于第二通油孔直径，小于第三油道直径；第二弹簧处于自然状态时，第二顶珠完全封堵第二通油孔。
8.根据权利要求1所述的一种可模拟油藏压力的实验装置，其特征在于：测压回流组件包括压力表、自动排气阀、排油阀和油管；油管一端与排油孔连接，另一端位于储油仓上方位置；油管上依次设置有压力表、自动排气阀和排油阀。
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