CN113552035A - 一种并联双管驱油岩心夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联双管驱油岩心夹持器，包括筒体(1)，筒体(1)内设有多个围压腔(2)，多个围压腔(2)沿筒体(1)的周向排列，筒体(1)的侧壁设有围压注入通道(18)和空气排空通道(19)，筒体(1)的一端设有第一堵头(14)，第一堵头(14)内设有驱替液注入通道(13)，驱替液注入通道(13)与多个围压腔(2)连通，筒体(1)的另一端设有第二堵头(8)，第二堵头(8)内设有流体采集通道，该流体采集通道与多个围压腔(2)连通。该并联双管驱油岩心夹持器能够实现单夹持器在高温高盐实验条件下的并联双管驱油实验。

Description

一种并联双管驱油岩心夹持器

技术领域

本发明涉及石油开采实验设备领域，具体的是一种并联双管驱油岩心夹持器。

背景技术

在石油工程领域，每项技术理论在提出前和进行矿场试验前都需要进行室内物理模拟实验或是数模实验。结合所研究的矿场储层条件，借助室内物理模拟实验和数模实验一方面能够进一步深入认识所提出的理论和技术，明晰其优劣；另一方面，可以为矿场的试验应用提供具有实际意义的施工指导。岩心驱油物理模拟实验是石油工程领域进行采油技术研究的重要手段，而岩心夹持器是岩心驱油物理模拟实验必不可少的重要实验装置。

并联双管驱油岩心夹持器是用来模拟高温高盐层间非均质性储层驱油过程的重要室内物理模拟装置，根据实际需要合理设计的岩心夹持器不仅能减少实验误差，提高实验精度，还能极大提高实验效率。现有岩心夹持器只能进行单根岩心的驱油模拟过程，功能较为单一并且大多数还不耐高温高盐，在高温高矿化度下易发生腐蚀，若想模拟层间或层内储层非均质性的驱油实验，则需要通过多条管线将两个岩心夹持器并联使用，过程繁琐，而且占用实验操作台空间较大，同时管线的交叉连接会造成实验误差增大。

发明内容

为了解决现有并联双管驱油岩心夹持器结构复杂的问题，本发明提供了一种并联双管驱油岩心夹持器，该并联双管驱油岩心夹持器结构简单，多个围压腔均位于同一个筒体内，解决了目前岩心夹持器不耐高温高盐以及只能进行单管驱油实验，多个岩心夹持器并联驱时，实验误差较大的弊端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种并联双管驱油岩心夹持器，包括筒体，筒体内设有多个围压腔，多个围压腔沿筒体的周向排列，筒体的侧壁设有围压注入通道和空气排空通道，围压注入通道和空气排空通道均与多个围压腔连通，筒体的一端设有第一堵头，第一堵头内设有驱替液注入通道，驱替液注入通道与多个围压腔连通，筒体的另一端设有第二堵头，第二堵头内设有流体采集通道，该流体采集通道与多个围压腔连通。

筒体和围压腔均呈圆柱形结构，筒体的轴线为水平状态，筒体内设有两个围压腔，两个围压腔的轴线位于同一水平面内，围压腔的轴线与筒体的轴线平行。

一个围压腔内套设有高渗岩心密封橡胶筒，另一个围压腔内套设有低渗岩心密封橡胶筒，高渗岩心密封橡胶筒内形成高渗岩心岩样腔，低渗岩心密封橡胶筒内形成低渗岩心岩样腔。

两个围压腔的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒和低渗岩心密封橡胶筒的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒的轴线与所述一个围压腔的轴线重合，低渗岩心密封橡胶筒的轴线与所述另一个围压腔的轴线重合，高渗岩心密封橡胶筒的外径小于围压腔的直径。

围压注入通道位于筒体内的上部，围压注入通道呈倒T形结构，围压注入通道含有依次连通的水平段和竖直段，围压注入通道的水平段的两端分别与两个围压腔连通，围压注入通道的竖直段的上端设有围压进液口。

空气排空通道位于筒体内的上部，空气排空通道呈倒Y形结构，空气排空通道的下端设有两个入口，空气排空通道的上端设有一个出口，空气排空通道的两个入口与两个围压腔的上端一一对应连通。

第一堵头位于筒体的左端，第一堵头含有沿筒体的轴线方向依次连接的一个第一外插接段和两个第一内插接段，两个第一内插接段一一对应的密封插接于高渗岩心密封橡胶筒的左端和低渗岩心密封橡胶筒的左端内。

驱替液注入通道呈躺倒的Y形结构，驱替液注入通道的左端设有一个入口，驱替液注入通道的右端设有两个出口，驱替液注入通道的一个入口位于第一外插接段的左端，驱替液注入通道的两个出口一一对应的位于两个第一内插接段的右端。

第二堵头位于筒体的右端，第二堵头含有沿筒体的轴线方向依次连接的一个第二外插接段和两个第二内插接段，一个第二内插接段密封插接于高渗岩心密封橡胶筒的右端内，另一个第二内插接段密封插接于低渗岩心密封橡胶筒的右端内。

所述流体采集通道为高渗液流采集通道和低渗液流采集通道，高渗液流采集通道和低渗液流采集通道均与筒体的轴线平行，高渗液流采集通道贯穿第二外插接段和所述一个第二内插接段，低渗液流采集通道贯穿第二外插接段和所述另一个第二内插接段。

本发明的有益效果是：该并联双管驱油岩心夹持器将以往并联驱油时需要使用两个岩心夹持器进行实验的实验装置设计成一个岩心夹持器套筒内可同时进行两根岩心并联驱油实验的装置，极大简化了原有实验装置和实验操作过程，减少了该类实验所占用的操作面积，提高工作效率，降低实验误差，极大提高了实验结果的准确性。并且该装置所使用的钢材为耐高温高盐的316L，环形密封圈和密封橡胶筒均为聚四氟乙烯材质，整套装置具有极高的耐温耐盐能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明并联双管驱油岩心夹持器的结构示意图。

图2是本发明并联双管驱油岩心夹持器的俯视图。

图3是图2中沿A-A方向的剖视图。

图4是图2中沿B-B方向的剖视图。

图5是第一堵头的结构示意图。

图6是第二堵头的结构示意图。

1、筒体；2、围压腔；3、高渗岩心岩样腔；4、低渗岩心岩样腔；5、高渗岩心密封橡胶筒；6、低渗岩心密封橡胶筒；7、高渗液流采集通道；8、第二堵头；9、高渗液流采集端口；10、低渗液流采集端口；11、低渗液流采集通道；12、驱替液入口；13、驱替液注入通道；14、第一堵头；15、环形密封圈；16、围压进液口；17、空气排空口；18、围压注入通道；19、空气排空通道；

141、第一外插接段；142、第一内插接段；

81、第二外插接段；82、第二内插接段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种并联双管驱油岩心夹持器，包括筒体1，筒体1内设有多个围压腔2，多个围压腔2沿筒体1的周向排列，筒体1的侧壁设有围压注入通道18和空气排空通道19，围压注入通道18和空气排空通道19均与多个围压腔2连通，筒体1的一端设有第一堵头14，第一堵头14内设有驱替液注入通道13，驱替液注入通道13与多个围压腔2连通，筒体1的另一端设有第二堵头8，第二堵头8内设有流体采集通道，该流体采集通道与多个围压腔2连通，如图1至图4所示。

本发明将多个围压腔2全部设置于同一个筒体1内，围压注入通道18用于向围压腔2内注入围压，围压腔2内的空气可以通过空气排空通道19排出筒体1外。围压腔2内密封橡胶筒，该密封橡胶筒内形成岩心岩样腔，驱替液能够通过驱替液注入通道13进入该岩心岩样腔，该岩心岩样腔内的液体可以通过该流体采集通道排出筒体1外。

在本实施例中，筒体1和围压腔2均呈圆柱形结构，筒体1的轴线和围压腔2的轴线均为水平状态，筒体1内设有两个围压腔2，两个围压腔2沿筒体1的周向均匀间隔排列，两个围压腔2的轴线位于同一水平面内，两个围压腔2的轴线均与筒体1的轴线平行，两个围压腔2的轴线到筒体1的轴线的距离相同，如图1、图3和图4所示。

在本实施例中，两个围压腔2前后并排设置，一个围压腔2内套设有高渗岩心密封橡胶筒5，另一个围压腔2内套设有低渗岩心密封橡胶筒6，高渗岩心密封橡胶筒5内形成高渗岩心岩样腔3，低渗岩心密封橡胶筒6内形成低渗岩心岩样腔4。筒体1、第一堵头14以及第二堵头8均采用316L钢，高渗岩心密封橡胶筒5和低渗岩心密封橡胶筒6均采用聚四氟乙烯制成，316L钢和聚四氟乙烯材质具有极高的耐温耐盐能力，使得整套装置能够进行储层条件较为苛刻的物理模拟实验。

在本实施例中，两个围压腔2的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒5和低渗岩心密封橡胶筒6的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒5的长度与围压腔2的长度相同，高渗岩心密封橡胶筒5的轴线与所述一个围压腔2的轴线重合，低渗岩心密封橡胶筒6的轴线与所述另一个围压腔2的轴线重合，高渗岩心密封橡胶筒5的外径小于所述一个围压腔2的直径，低渗岩心密封橡胶筒6的外径小于所述另一个围压腔2的直径，如图1所示。

在本实施例中，两个围压腔2在筒体1内前后互为镜像，高渗岩心密封橡胶筒5和低渗岩心密封橡胶筒6在筒体1内前后互为镜像，高渗岩心岩样腔3和低渗岩心岩样腔4前后互为镜像，围压腔2的长度(图1中左右方向上的尺寸)小于筒体1的长度。高渗岩心岩样腔3的长度小于高渗岩心密封橡胶筒5的长度，低渗岩心岩样腔4的长度小于低渗岩心密封橡胶筒6的长度。

在本实施例中，围压注入通道18位于筒体1内的上部，围压注入通道18呈倒T形结构，围压注入通道18含有依次连通的水平段和竖直段，围压注入通道18的水平段的左右两端分别与两个围压腔2连通，围压注入通道18的竖直段的上端设有围压进液口16，如图3所示。

在本实施例中，空气排空通道19位于筒体1内的上部，围压注入通道18与空气排空通道19左右间隔设置，空气排空通道19呈倒Y形结构，空气排空通道19含有两个入口和一个出口，空气排空通道19的两个入口位于空气排空通道19的下端，空气排空通道19的一个出口位于空气排空通道19的上端，空气排空通道19的两个入口与两个围压腔2的上端一一对应连通，空气排空通道19的一个出口为空气排空口17，如图4所示。

在本实施例中，第一堵头14位于筒体1的左端，第一堵头14含有沿筒体1的轴线方向依次连接的一个第一外插接段141和两个第一内插接段142，两个第一内插接段142一一对应的密封插接于高渗岩心密封橡胶筒5的左端和低渗岩心密封橡胶筒6的左端内。第一外插接段141和第一内插接段142均为圆柱形结构，第一外插接段141的轴线与筒体1的轴线重合，两个第一内插接段142的轴线一一对应地与高渗岩心密封橡胶筒5的轴线和低渗岩心密封橡胶筒6的轴线重合，如图1和图5所示。

一个第一内插接段142与高渗岩心密封橡胶筒5过渡配合或过盈配合，所述一个第一内插接段142与高渗岩心密封橡胶筒5之间设有环形密封圈15，另一个第一内插接段142与低渗岩心密封橡胶筒6过渡配合或过盈配合，所述另一个第一内插接段142与低渗岩心密封橡胶筒6之间设有环形密封圈15。第一外插接段141与筒体1可拆卸密封连接，第一外插接段141与筒体1过渡配合，第一外插接段141与筒体1之间也可以设有密封圈。

在本实施例中，驱替液注入通道13呈躺倒的Y形结构，即顺时针旋转90度的Y形结构，如图1所示。驱替液注入通道13含有两个出口和一个入口，驱替液注入通道13的一个入口位于驱替液注入通道13的左端，驱替液注入通道13的一个入口为驱替液入口12，驱替液注入通道13的两个出口位于驱替液注入通道13的右端，驱替液注入通道13的一个入口位于第一外插接段141的左端，驱替液注入通道13的两个出口一一对应的位于两个第一内插接段142的右端。

在本实施例中，第二堵头8位于筒体1的右端，第二堵头8含有沿筒体1的轴线方向依次连接的一个第二外插接段81和两个第二内插接段82，一个第二内插接段82密封插接于高渗岩心密封橡胶筒5的右端内，另一个第二内插接段82密封插接于低渗岩心密封橡胶筒6的右端内。第二外插接段81和第二内插接段82均为圆柱形结构，第二外插接段81的轴线与筒体1的轴线重合，两个第二内插接段82的轴线一一对应地与高渗岩心密封橡胶筒5的轴线和低渗岩心密封橡胶筒6的轴线重合，如图1和图6所示。

一个第二内插接段82与高渗岩心密封橡胶筒5过渡配合或过盈配合，所述一个第二内插接段82与高渗岩心密封橡胶筒5之间设有环形密封圈15，另一个第二内插接段82与低渗岩心密封橡胶筒6过渡配合或过盈配合，所述另一个第二内插接段82与低渗岩心密封橡胶筒6之间设有环形密封圈15。第二外插接段81与筒体1可拆卸密封连接，第二外插接段81与筒体1过渡配合，第二外插接段81与筒体1之间也可以设有密封圈。所有环形密封圈15的材质均为聚四氟乙烯。

在本实施例中，所述流体采集通道为高渗液流采集通道7和低渗液流采集通道11，高渗液流采集通道7和低渗液流采集通道11均与筒体1的轴线平行。高渗液流采集通道7贯穿第二外插接段81和所述一个第二内插接段82，即高渗液流采集通道7位于第二外插接段81和所述一个第二内插接段82内。低渗液流采集通道11贯穿第二外插接段81和所述另一个第二内插接段82，低渗液流采集通道11位于第二外插接段81和所述另一个第二内插接段82内。

高渗液流采集通道7的右端为出口端，高渗液流采集通道7的右端设有高渗液流采集端口9，高渗液流采集通道7的左端为入口端。低渗液流采集通道11的右端为出口端，低渗液流采集通道11的右端设有低渗液流采集端口10，低渗液流采集通道11的左端为入口端。在高渗岩心密封橡胶筒5中，所述一个第一内插接段142的右端与所述一个第二内插接段82的左端之间为高渗岩心岩样腔3。在低渗岩心密封橡胶筒6中，所述另一个第一内插接段142的右端与所述另一个第二内插接段82的左端之间为低渗岩心岩样腔4。

第一堵头14与筒体1之间可拆卸连接，例如，第一外插接段141外设有法兰，第一外插接段141通过法兰和螺钉与筒体1的左端连接。第二堵头8与筒体1之间可拆卸连接，例如，第二外插接段81外设有法兰，第二外插接段81通过法兰和螺钉与筒体1的右端连接。

下面介绍该并联双管驱油岩心夹持器的工作过程。

高渗岩心密封橡胶筒5(的高渗岩心岩样腔3)内放置高渗岩心岩样，低渗岩心密封橡胶筒6(的低渗岩心岩样腔4)内放置低渗岩心岩样，第一堵头14插接与筒体1的左端内，第二堵头8插接与筒体1的右端内，第一堵头14和第二堵头8均与岩样抵接。环形密封圈15与高渗岩心密封橡胶筒5和低渗岩心密封橡胶筒6的左右两端齐平。

通过围压泵向位于筒体1顶部外侧的围压进液口16注入压力液，压力液经过围压注入通道18进入两个围压腔2，用于给岩心(上述高渗岩心岩样和低渗岩心岩样)施加围压，压力液在进入围压腔2的同时，围压腔2内原有的空气通过空气排空通道19经空气排空口17被排出，通过两个口(即围压进液口16和空气排空口17)的结合使用，保证整个围压腔2内都充满围压液，无任何空气残留，进而保证岩心各处受力均衡。将空气排空口17封闭，通过围压泵将围压施加到指定值，通过施加的围压将岩心牢固固定在密封橡胶筒内。

通过注入泵向第一堵头14的驱替液入口12注入驱替液，当驱替液驱替岩心(上述高渗岩心岩样和低渗岩心岩样)中的流体向前流动时，对应渗透率的岩心中的液体被驱替进对应的采集通道，即高渗岩心岩样中的液体被驱替进入高渗液流采集通道7，低渗岩心岩样中的液体被驱替进入低渗液流采集通道11。然后在高渗液流采集端口9和低渗液流采集端口10分别收集计量液体。

为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，其中的方位词“左”表示图1中的左侧方向，“右”表示图1中的右侧方向，“前”表示图1中的上侧方向，“后”表示图1中的下侧方向。本发明采用了使用者或操作者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，所述并联双管驱油岩心夹持器包括筒体(1)，筒体(1)内设有多个围压腔(2)，多个围压腔(2)沿筒体(1)的周向排列，筒体(1)的侧壁设有围压注入通道(18)和空气排空通道(19)，围压注入通道(18)和空气排空通道(19)均与多个围压腔(2)连通，筒体(1)的一端设有第一堵头(14)，第一堵头(14)内设有驱替液注入通道(13)，驱替液注入通道(13)与多个围压腔(2)连通，筒体(1)的另一端设有第二堵头(8)，第二堵头(8)内设有流体采集通道，该流体采集通道与多个围压腔(2)连通。

2.根据权利要求1所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，筒体(1)和围压腔(2)均呈圆柱形结构，筒体(1)的轴线为水平状态，筒体(1)内设有两个围压腔(2)，两个围压腔(2)的轴线位于同一水平面内，围压腔(2)的轴线与筒体(1)的轴线平行。

3.根据权利要求2所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，一个围压腔(2)内套设有高渗岩心密封橡胶筒(5)，另一个围压腔(2)内套设有低渗岩心密封橡胶筒(6)，高渗岩心密封橡胶筒(5)内形成高渗岩心岩样腔(3)，低渗岩心密封橡胶筒(6)内形成低渗岩心岩样腔(4)。

4.根据权利要求3所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，两个围压腔(2)的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒(5)和低渗岩心密封橡胶筒(6)的尺寸相同，高渗岩心密封橡胶筒(5)的轴线与所述一个围压腔(2)的轴线重合，低渗岩心密封橡胶筒(6)的轴线与所述另一个围压腔(2)的轴线重合，高渗岩心密封橡胶筒(5)的外径小于围压腔(2)的直径。

5.根据权利要求2所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，围压注入通道(18)位于筒体(1)内的上部，围压注入通道(18)呈倒T形结构，围压注入通道(18)含有依次连通的水平段和竖直段，围压注入通道(18)的水平段的两端分别与两个围压腔(2)连通，围压注入通道(18)的竖直段的上端设有围压进液口(16)。

6.根据权利要求2所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，空气排空通道(19)位于筒体(1)内的上部，空气排空通道(19)呈倒Y形结构，空气排空通道(19)的下端设有两个入口，空气排空通道(19)的上端设有一个出口，空气排空通道(19)的两个入口与两个围压腔(2)的上端一一对应连通。

7.根据权利要求3所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，第一堵头(14)位于筒体(1)的左端，第一堵头(14)含有沿筒体(1)的轴线方向依次连接的一个第一外插接段(141)和两个第一内插接段(142)，两个第一内插接段(142)一一对应的密封插接于高渗岩心密封橡胶筒(5)的左端和低渗岩心密封橡胶筒(6)的左端内。

8.根据权利要求7所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，驱替液注入通道(13)呈躺倒的Y形结构，驱替液注入通道(13)的左端设有一个入口，驱替液注入通道(13)的右端设有两个出口，驱替液注入通道(13)的一个入口位于第一外插接段(141)的左端，驱替液注入通道(13)的两个出口一一对应的位于两个第一内插接段(142)的右端。

9.根据权利要求3所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，第二堵头(8)位于筒体(1)的右端，第二堵头(8)含有沿筒体(1)的轴线方向依次连接的一个第二外插接段(81)和两个第二内插接段(82)，一个第二内插接段(82)密封插接于高渗岩心密封橡胶筒(5)的右端内，另一个第二内插接段(82)密封插接于低渗岩心密封橡胶筒(6)的右端内。

10.根据权利要求9所述的并联双管驱油岩心夹持器，其特征在于，所述流体采集通道为高渗液流采集通道(7)和低渗液流采集通道(11)，高渗液流采集通道(7)和低渗液流采集通道(11)均与筒体(1)的轴线平行，高渗液流采集通道(7)贯穿第二外插接段(81)和所述一个第二内插接段(82)，低渗液流采集通道(11)贯穿第二外插接段(81)和所述另一个第二内插接段(82)。

Images