CN117434209A - 一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，通过设置供气组件和泡沫产生组件，供气组件可以为泡沫产生组件提供所需温度、压力的气体；泡沫产生组件用于产生泡沫。泡沫产生组件包括筒体、泡沫排布件和多个泡沫发生件，多个泡沫发生件可以有效提高泡沫的产生效率。泡沫发生件包括多种结构的起泡件，多种结构的起泡件可以模拟实际油藏情况。泡沫排布件中的排布通道用于调整泡沫的排列，使得流经排布通道的泡沫单列排布，筒体上设置的观察窗及刻度线可实现对泡沫的形态观察和体积记录，实现了动态获取泡沫的相关数据。该高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，提高了实验效率，实现了泡沫的实时动态观察。

Description

一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置

技术领域

本申请涉及油田开采的技术领域，尤其涉及一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置。

背景技术

泡沫是一种在油田开发生产中涉及钻井、压裂和采油作业工作的全过程流体。在钻井中泡沫钻井液有着很好的储层保护能力；在压裂中泡沫压裂技术减少了传统水力压裂技术的耗水量和化学剂药剂使用量，降低了环境的污染；在采油作业中，泡沫具有“堵水不堵油，堵大不堵小”的特点，可扩大波及面积,提高洗油效率,增加原油产量。由于CO₂泡沫驱可同时实现封存CO₂和增产原油的优势,其成为减碳技术的研究热点。

当前,针对泡沫流体起泡性和稳泡性的评价方法存在一些不足。孔盘打击法,采用的设备为带孔的圆盘和量筒,在一定时间和速度下使用带孔圆盘反复打击起泡液起泡,根据产生的泡沫量评价发泡能力,但该方法重复性差,只适合在常压下进行。搅拌法，主要设备为高速搅拌机，在容器中加入一定量的发泡液，控制搅拌盛杯中搅拌转子的搅拌速度，观察记录一定搅拌时间形成的泡沫体积以及析出一半发泡液所需的时间，表征发泡液的发泡性和稳定性。但这种方法需要将大量起泡剂放置于起泡装置中,药剂消耗量较大,且难以实现泡沫微观结构的原位监测。倾注法,采用设备为罗氏泡沫仪，采用顶部倾倒方法，泡沫移液管中的试液自由流下，冲击在试液管底部同浓度试液后产生泡沫。记录生成泡沫的体积和稳泡时间。该方法测试带有主观性,实验重复性差,实验结果人为因素影响大,仪器清洗困难。气流法,将气体以一定速度冲入发泡液，气体与液体混合进行发泡。这种方式可以评价泡沫的起泡体积和半衰期,但是,常见的气流法泡沫装置对充气量不能精确控制,重复性差。综上,可以发现传统方法多从宏观角度对泡沫评价,而进行泡沫微观测试需将生成的泡沫转移到观测设备中,其转移过程存在误差,给泡沫体系研究造成困难。其次,泡沫发生过程与油藏地层实际起泡过程相差较大,难以反馈生产实际。

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，这种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置可以模拟油田高温高压环境，评价泡沫起泡体积和半衰期，并且可以实现泡沫的实时动态观察。

发明内容

本申请提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，该高温高压泡沫性能动态可视化测试装置可以提高起泡效率，提升起泡效果，可以实现泡沫的实时动态观察，模拟了油田高温高压环境，利于泡沫性质的研究。

本申请提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，包括供气组件和泡沫产生组件，泡沫产生组件包括筒体、泡沫排布件和多个泡沫发生件，多个泡沫发生件间隔分布于筒体的底部；泡沫发生件的出泡口与筒体的腔体连通，泡沫发生件的进气口与供气组件的出气口连通。

泡沫排布件位于筒体的腔体内，用于调整泡沫发生件产生的泡沫在腔体中的排布。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，泡沫发生件包括壳体和起泡件，进气口开设于壳体的底部，出泡口开设于壳体的顶部，具有出泡口的至少部分壳体的顶部位于筒体的腔体。

起泡件设置于壳体的腔体中，起泡件具有起泡通道，起泡通道的第一端口与进气口连通，起泡通道的第二端口与出泡口连通。

进气口处设置有分流塞，分流塞上开设有多个分流口，多个分流口间隔排布。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，起泡件为螺旋管，螺旋管沿竖直方向延伸，螺旋管的管腔形成起泡通道。

螺旋管的管壁上开设有多个通孔，多个通孔沿螺旋管的延伸方向间隔排布。

或，起泡件包括至少两个柱体，柱体沿竖直方向延伸，柱体的侧壁设置有多个凸起，多个凸起沿柱体的延伸方向间隔排布，同一柱体的相邻两个凸起之间形成凹陷。

至少两个柱体相对设置，并在至少两个柱体之间形成起泡通道；至少两个柱体的凸起位置相对应，位置相对的两个凸起之间具有第一间距，至少两个柱体的凹陷位置相对应，位置相对的两个凹陷之间具有第二间距，第一间距小于第二间距。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，壳体的顶部为弧状结构，壳体的顶部朝背离壳体的内腔的方向弯曲；和/或，出泡口的位置设置有泡沫网；和/或，筒体的外部和壳体的至少部分外部设置有第一加热件。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，泡沫排布件包括至少两个透光的排布块，至少两个排布块相对设置并围成排布通道，排布通道与出泡口连通；排布通道沿竖直方向延伸。

排布通道供出泡口排布的多个泡沫沿竖直方向单列依次排布。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，筒体的筒壁上设置有观察窗，观察窗与泡沫排布件位置对应，观察窗上设置有刻度线。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，还包括支架和转动件，筒体通过转动件转动安装于支架，转动件的转动轴沿水平方向延伸。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，还包括发光件，发光件设置于筒体的底部，发光件的出光方向朝向筒体。

和/或，高温高压泡沫性能动态可视化测试装置还包括摄像件，摄像件的摄像端朝向筒体。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，供气组件包括供气泵、供气筒、气体管道和分流器，供气泵与供气筒连通，供气筒与气体管道连通，气体管道背离供气筒的端部形成供气组件的出气口。

分流器设置于气体管道的出气口处，分流器的进气端与气体管道连通，分流器包括至少两个分流出气端，至少两个分流出气端一一对应的连接于至少两个泡沫发生件。

在上述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置中，可选的是，气体管道上设置有第一压力检测件和第一温度检测件。

和/或，气体管道上设置有第一过滤件，气体管道内的气体流经第一过滤件。

和/或，供气筒的外部设置有第二加热件。

和/或，筒体上设置有与腔体连通的出气管道，出气管道上设置有第二压力检测件和第二温度检测件；出气管道上设置有第二过滤件，出气管道的气体流经第二过滤件。

本发明有如下有益技术效果：

1、本发明设计的观察窗与排布块形成可视化结构。通过两个排布块形成排布通道，为泡沫提供演化空间，且排布块经特殊处理可模拟可视化的多孔介质空间。克服了常规装置难以可视化评价多孔介质内泡沫性质的不足，利用本发明能快速可视化评价泡沫体积、半衰期、微观特征结构等性能指标。

2、本发明设计的起泡件分为带有通孔的螺旋管结构和不同柱体组结构，通过不同结构的组合可对应实际地层多孔介质中不同的剪切特征，实现不同剪切速率的模拟，高效精准反映实际油藏中的泡沫剪切形成过程。

3、本发明采用气流法原理进行发泡，发泡原理上快捷可靠，发泡迅速。装置体积小且结构完全密闭，可模拟高温高压条件，并设置过滤件处理起泡剂形成的有毒气体。避免了常规搅拌法起泡装置高温高压转子失速、有害气体泄露等问题，大幅提高起泡效率与安全性。

本申请提供的一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，包括供气组件和泡沫产生组件，供气组件可以为泡沫产生组件提供所需温度、压力的气体；泡沫产生组件用于产生泡沫。泡沫产生组件包括筒体、泡沫排布件和多个泡沫发生件，多个泡沫发生件可以有效提高高温高压泡沫性能动态可视化测试装置泡沫发生的效率。其中泡沫发生件包括起泡件，起泡件用于产生所需泡沫，起泡件的结构类型具有多种，包括螺旋管道、柱体组多种结构，多种结构的起泡件可以模拟实际油藏情况，实现不同剪切速率下的起泡效果研究。泡沫排布件中的排布通道用于调整泡沫的排列，流经排布通道的泡沫单列排布，筒体上的观察窗及刻度线用于泡沫形态、体积的实时观察、记录。观察窗及刻度线的设置有利于实验员实时观察泡沫的形态和体积，实现了泡沫的相关数据动态获取。本申请提供的一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，起泡快，使用方便，小巧便于携带，提高了起泡效率，提升了起泡效果，实现了泡沫的实时动态观察，利于泡沫性质的研究，提高了多种起泡剂测试起泡能力时的测试效率。此外，这种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，模拟了实际油藏情况，实现了不同剪切速率下的起泡效果研究。便于研究人员全方面研究泡沫的性质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫产生组件的俯视图；

图3为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫产生组件的俯视剖面图；

图4为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的供气组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫产生组件的正面剖面图；

图6为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫产生组件的侧视剖面图；

图7a为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫发生件包括螺旋管结构起泡件时的结构示意图；

图7b为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫发生件包括柱体组结构起泡件时的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫发生件的分流塞结构示意图。

附图标记说明：

100：供气组件；200：泡沫产生组件；300：支架；400：转动件；500：发光件；600：第一过滤件；700：第二过滤件；800：底座；

101：供气泵；102：供气筒；103：气体管道；104：分流器；105：进气阀门；106：第一温度检测件；107：第一压力检测件；108：密封球；

201：筒体；202：泡沫排布件；203：泡沫发生件；204：螺丝；205：第二温度检测件；206：第二压力检测件；207：进液管道；208：进液阀门；209：出气管道；

211：排布通道；212：排布块；213：观察窗；

221：壳体；222：起泡件；223：分流塞；224：泡沫网；225：起泡通道；226：分流口；

231：筒体顶部；232：筒体中部；233：筒体底部；234：第一密封垫；235：密封圈；236：斜坡；237：第二密封垫；

241：流量阀；242：单向阀。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本申请实施例提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，包括供气组件和泡沫产生组件，供气组件可以为泡沫产生组件提供所需温度、压力的气体；泡沫产生组件用于产生泡沫。泡沫产生组件包括筒体、泡沫排布件和多个泡沫发生件，多个泡沫发生件可以有效提高高温高压泡沫性能动态可视化测试装置泡沫发生的效率。其中泡沫发生件包括起泡件，起泡件用于产生所需泡沫，起泡件的结构类型具有多种，可以依据实验需求进行选择，起泡件包括螺旋管道、柱体组结构，多种结构的起泡件可以模拟实际油藏情况，实现不同剪切速率下的起泡效果研究。泡沫排布件中的排布通道用于调整泡沫的排列，流经排布通道的泡沫单列排布，筒体上的观察窗及刻度线用于泡沫形态、体积的实时观察、记录。观察窗及刻度线的设置有利于实验员实时观察泡沫的形态和记录体积，实现了泡沫的相关数据动态获取。本申请提供的一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，起泡快，使用方便，小巧便于携带，提高了起泡效率，提升了起泡效果，实现了泡沫的实时动态观察，利于泡沫性质的研究，提高了多种起泡剂测试起泡能力时的测试效率。此外，该高温高压泡沫性能动态可视化测试装置模拟了实际油藏情况，实现了不同剪切速率下的起泡效果研究。便于研究人员全方面研究泡沫的性质。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

本申请提供一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，参照图1、图3和图4所示，包括供气组件100和泡沫产生组件200，泡沫产生组件200包括筒体201、泡沫排布件202和多个泡沫发生件203，多个泡沫发生件203间隔分布于筒体201的底部；泡沫发生件203的出泡口与筒体201的腔体连通，泡沫发生件203的进气口与供气组件100的出气口连通。

泡沫排布件202位于筒体201的腔体内，用于调整泡沫发生件203产生的泡沫在腔体中的排布。

示例的，参照图1和图5所示，泡沫产生组件200安装于底座800上方。筒体201的顶部设置有进液管道207，进液管道207与进液阀门208连接。进液管道207与筒体201之间设置有第一密封垫234，保证进液管道207与筒体201紧密连接。打开进液阀门208后，将起泡剂加入至进液管道207中，随后关闭进液阀门208，起泡剂沿进液管道207流动至筒体201的内部。起泡剂通过筒体201中的泡沫排布件202进入泡沫发生件203。起泡剂在气体发生件中与供气组件100提供的气体接触，进行起泡。这样，进入泡沫发生件203进气口的气体与起泡剂在泡沫发生件203发生作用，生成泡沫，泡沫经泡沫发生件203的出泡口进入泡沫排布件202。

参照图5和图6所示，筒体201由筒体顶部231、筒体中部232和筒体底部233三部分组成，筒体顶部231、筒体中部232和筒体底部233通过螺丝204和密封圈235进行连接。筒体底部233设置有多个开口，多个泡沫发生件203穿过开口间隔分布于筒体底部233，筒体底部233和泡沫发生件203之间设置有第二密封垫237，第二密封垫237保证泡沫发生件203与筒体底部233的紧密连接。多个泡沫发生件203均可以产生起泡，提高了高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的泡沫产生效率。泡沫发生件203的数量可以为3个、4个、5个，本申请不对泡沫发生件的数量做限制。

示例的，筒体201的腔体内设置有泡沫排布件202，泡沫排布件202的上端和下端均安装有斜坡236，泡沫排布件202上端的斜坡236用于到起泡剂进行导流，使其流入到泡沫排布件202；泡沫排布件202下端的斜坡236用于将产生的泡沫导流至泡沫排布件中。

作为一种可实现的实施方式，参照图4所示，供气组件100包括供气泵101、供气筒102、气体管道103和分流器104，供气泵101与供气筒102连通，供气筒102与气体管道103连通，气体管道103背离供气筒102的端部形成供气组件100的出气口。

分流器104设置于气体管道103的出气口处，分流器104的进气端与气体管道103连通，分流器104包括至少两个分流出气端，至少两个分流出气端一一对应的连接于至少两个泡沫发生件203。

作为一种可实现的实施方式，气体管道103上设置有第一压力检测件107和第一温度检测件106。

作为一种可实现的实施方式，气体管道103上设置有第一过滤件600，气体管道103内的气体流经第一过滤件600。

作为一种可实现的实施方式，供气筒102的外部设置有第二加热件。

作为一种可实现的实施方式，筒体201上设置有与腔体连通的出气管道209，出气管道209上设置有第二压力检测件206和第二温度检测件205；出气管道209上设置有第二过滤件700，出气管道209的气体流经第二过滤件700。

示例的，参照图1和图4，供气泵101可提供气体。供气泵101与供气筒102之间通过导管连接，经供气泵101流出的气体通过导管进入供气筒102中。供气筒102与气体管道103连通，气体管道103上设置有进气阀门105。进气阀门105可以控制供气筒102中气体的流出。进气阀门105打开时，供气筒102内部的气体通过气体管道103进入第一过滤件600。在第一过滤件600和泡沫发生件203之间还设置有流量阀241和单向阀242，流量阀241用于控制气体的流速和流量，单向阀242用于控制气体的流动方向。气体通过气体管道103流入泡沫发生件203的进气口。

示例的，与供气筒102连接的进气阀门105关闭时，供气泵101提供的气体不断流入供气筒102中，供气筒102内部压力增加。这样供气筒102内部的气体具有一定压力。具有压力的气体流过第一过滤件600后通过气体管道103流入泡沫发生件203的进气口。

示例的，供气筒102的外部设置有第二加热件，第二加热件为供气筒102内的气体提供实验所需的温度。第二加热件包括第二加热套和第二保温套，第二加热套环状包裹整个供气筒102的外部，将温度均匀的传递给供气筒102中的气体。在第二加热套的外部包裹第二保温套进行包裹，减少对操作人员的烫伤。

与供气筒102连接的气体管道103，一端与泡沫产生组件200连接，为泡沫产生组件200提供气体，另一端上设置有第一压力检测件107和第一温度检测件106。与第一压力检测件107和第一温度检测件106连接的气体管道103的最外侧设置有密封球108，保证气体不泄露。通过设置第一压力检测件107和第一温度检测件106，可以实时检测供气筒102中的气体的压力和温度。实现了实时检测供气组件100提供的气体的温度和压力，方便根据实验要求控制气体的温度和压力。第一压力检测件107可以是压力表，第一温度检测件106可以是温度表。这样，泡沫产生组件200可以获取所需温度、压力的气体。

示例的，第一过滤件600包括气体过滤器和气体干燥器，气体过滤器设置有多孔过滤材料，可从气固两相流中捕集粉尘，使气体得以净化。气体干燥器具有加热功能，或者气体干燥器内设置有干燥剂，可使气体中的水分排出，提高气体的干燥程度。

示例的，当实验精度要求不高时，简易测量即可达到实验要求。此时，可以选择稳定定量的气源代替供气泵101和供气筒102，例如改为采用稳定速率大针管注射器。

示例的，泡沫产生组件200还包括进液管道207和出气管道209，进液管道207和出气管道209上分别设置有第二压力检测件206和第二温度检测件205，可以实时检测泡沫排布件202中的温度和压力。实现了实时检测泡沫排布件202的温度和压力。方便实时记录温度和压力参数，与泡沫形态、体积等参数对应分析泡沫的性质。

作为一种可实现的实施方式，参照图1、图7a和图7b所示，泡沫发生件203包括壳体221和起泡件222，进气口开设于壳体221的底部，出泡口开设于壳体221的顶部，具有出泡口的至少部分壳体221的顶部位于筒体201的腔体。

起泡件222设置于壳体221的腔体中，起泡件222具有起泡通道225，起泡通道225的第一端口与进气口连通，起泡通道225的第二端口与出泡口连通。

参照图8所示，进气口处设置有分流塞223，分流塞223上开设有多个分流口226，多个分流口226间隔排布。

示例的，壳体221底部的进气口与供气组件100的分流器104连接。供气组件100提供的气体经分流器104流入壳体221，经壳体221底部的分流塞223进行分流，分流后进入设置于壳体221的腔体中的起泡件222的起泡通道225中，进入起泡通道225的气体与起泡剂接触，产生泡沫，产生的泡沫经出泡口离开泡沫发生件203。

参照图8所示，分流塞223包括若干分流口226，可以对压入的气体进行分流，便于起泡通道225产生的泡沫更加均匀。

作为一种可实现的实施方式，壳体221的顶部为弧状结构，壳体221的顶部朝背离壳体221的内腔的方向弯曲；出泡口的位置设置有泡沫网224。

示例的，经起泡通道225产生的泡沫通过壳体221出泡口位置的泡沫网224离开壳体221，进入泡沫排布件202。

示例的，壳体221顶部呈弧状结构与壳体221的顶部的泡沫网224结构，可以对离开壳体的泡沫施加拉力，使得泡沫依次离开壳体。此外，出泡口位置设置的泡沫网224目数不同，可用于产生不同形态的泡沫。

作为一种可实现的实施方式，筒体的外部和壳体的至少部分外部设置有第一加热件。

设置在筒体201的外部和壳体221外部的第一加热件包括第一加热套和第一保温套，第一加热套环状包裹整个筒体201和整个泡沫发生件203，均匀的传到筒体201的腔体和壳体221的腔体中。在第一加热套的外部包裹有第一保温套，减少用户的烫伤。第一加热件和第二加热件采用同等规格加热套和保温套进行加温，保证供气组件100提供的气体与泡沫产生组件200的内部温度相同。

示例的，在常温下实验时，这种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置可以不使用第一加热件和第二加热件。这样，这种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置更加轻便，方便观察。此外，第一加热件和第二加热件也可以采用整体烘箱加热，实现整体温度控制一致。

下面，对于起泡件222的结构进行描述。

作为一种可实现的实施方式，起泡件222为螺旋管，螺旋管沿竖直方向延伸，螺旋管的管腔形成起泡通道225。

参照图7a所示，螺旋管的管壁上开设有多个通孔，多个通孔沿螺旋管的延伸方向间隔排布。

示例的，起泡件222为螺旋管结构时，螺旋管上设置有通孔，通孔沿螺旋管的延伸方向排列。流入壳体221的起泡剂通过螺旋管的通孔进入起泡通道225，这时起泡剂与从分流塞223进入螺旋管的起泡通道225的气体接触，产生泡沫，泡沫经过螺旋管道上的通孔进入壳体221的顶部位置的泡沫网224，随后离开壳体221。

示例的，螺旋管上的通孔的数量及孔径大小，通孔的数量和孔径的大小将影响泡沫的具体参数，用以制备不同大小、密度不同的泡沫。

作为另一种可实现的实施方式，起泡件222包括至少两个柱体，柱体沿竖直方向延伸，柱体的侧壁设置有多个凸起，多个凸起沿柱体的延伸方向间隔排布，同一柱体的相邻两个凸起之间形成凹陷。

至少两个柱体相对设置，并在至少两个柱体之间形成起泡通道225；至少两个柱体的凸起位置相对应，位置相对的两个凸起之间具有第一间距，至少两个柱体的凹陷位置相对应，位置相对的两个凹陷之间具有第二间距，第一间距小于第二间距。

示例的，参照图7b所示，当起泡件222包括两个柱体时，两个柱体相对设置，柱体之间的凸起也相对设置，两个柱体之间形成起泡通道225；当起泡件222包括多个柱体时，柱体两两相对，形成柱体组，相邻两个柱体组之间抵接，柱体组可以是如图7b中A虚线框所示出的结构，起泡通道225设置于两两相对的柱体之间。这样，起泡件222包括多个起泡通道225。进入壳体221的气体与起泡剂在多个起泡通道225相遇并生成泡沫。

经分流塞223流入壳体221内部的气体，进入两个柱体之间的起泡通道225，这时气体与起泡剂相遇，起泡剂包裹气体，气体在两个柱体相应的凹陷位置流动，气体进入柱体的凸起位置后，包裹有起泡剂的气体发生剪切，形成泡沫，泡沫经壳体顶部的泡沫网流出壳体。在供气组件100提供的气体流速一定时，气体发生件中柱体组结构越密集，气体发生剪切的速率越大，产生的泡沫数量越多。

示例的，两个柱体凸起之间的距离为第一间距，如图7b中a所示；两个柱体凹陷之间的距离为第二间距，如图7b中b所示。其中，第一间距小于第二间距，这样，气体经凹陷流动后，在凸起之间的进行剪切，形成泡沫。如果第一间距大于第二间距，气体在起泡通道225内部起泡效果差，实现不了所需泡沫的制备及观察。

柱体侧壁的凸起形状包括棱锥状、半球状、梯台状。柱体上不同形状的凸起可以用来研究不同气体在不同结构下起泡的过程。

其中，柱体的高度与壳体221的高度相适配，柱体的长度和宽度以及凸起的大小、形状可按照实验需求进行调节。这样，泡沫发生件203包括不同密度结构的起泡件222，泡沫发生件203可模拟地层中不同孔隙度的岩石情况，这样，高温高压泡沫性能动态可视化测试装置可以模拟实际油藏情况下起泡情况。其中，不同密度结构的起泡件222和气体流速一同控制泡沫的剪切速率，产生不同形态、体积的泡沫，实现了不同剪切速率下的起泡效果研究。

此外，这种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置也可以用来衡量起泡剂的性质。起泡剂具有粘度，高粘度的起泡剂容易堵塞起泡件222，比如在起泡剂为高分子材质时，会直接将起泡通道225堵塞。对这类起泡剂稳定性能进行评价时，可以采用低密度结构的起泡件222。

作为一种可实现的实施方式，一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置还包括支架300和转动件400，筒体201通过转动件400转动安装于支架300，转动件400的转动轴沿水平方向延伸。

示例的，转动件400包括旋转架，旋转架与筒体201连接，旋转架可以调节筒体201的角度，筒体201可以垂直于水平面，筒体201也可以平行于水平面，筒体201也可以与水平面呈任意角度。

作为一种可实现的实施方式，参照图1和图3所示，泡沫排布件202包括至少两个透光的排布块212，至少两个排布块212相对设置并围成排布通道211，排布通道211与出泡口连通；排布通道211沿竖直方向延伸。

排布通道211供出泡口排布的多个泡沫沿竖直方向单列依次排布。

示例的，泡沫排布件202设置于筒体201中，参照图2和图4所示，泡沫排布件202连接在筒体201上。泡沫排布件202包括至少两个透光的排布块212。排布块212的材质包括玻璃，以实现透光性。两个透光的排布块212之间设置有排布通道211，排布通道211与出泡口联通，泡沫发生件203产生的泡沫经出泡口进入排布通道211，泡沫在排布通道211中单列排布。通过泡沫排布通道211可以观察单列泡沫形态。

在旋转架对筒体201角度调节时，泡沫排布件202和筒体201一起旋转，可以通过设置于筒体201的观察窗213对泡沫排布件202中的泡沫进行多个角度观察。

作为一种可实现的实施方式，筒体201的筒壁上设置有观察窗213，观察窗213与泡沫排布件202位置对应，观察窗213上设置有刻度线。

在一些实施例中，泡沫排布件202包括两个透光的排布块212，两个排布块212之间设置有排布通道211，排布块212靠近排布通道211的一侧为光滑面；筒体201的两侧设置有第一观察窗和第二观察窗，第一观察窗和第二观察窗上均设置有刻度线，刻度线用以记录排布通道211中的泡沫的体积。

在另一些实施例中，泡沫排布件202包括两个透光的排布块212，两个排布块212之间设置有排布通道211，排布块212靠近排布通道211的一侧为光滑面；筒体201的两侧设置有第一观察窗和第二观察窗，第一观察窗设置有刻度线，第二观察窗不设置刻度线，设置有刻度线的第一观察窗用以记录排布通道211中的泡沫的体积，不设置刻度线的第二观察窗用来观察泡沫的形态。

在又一些实施例中，泡沫排布件202包括第一排布块和第二排布块，两个排布块212均透光，两个排布块212之间设置有排布通道211，第一排布块靠近排布通道211的一侧为光滑面，第二排布块靠近排布通道的一侧设置有沿泡沫流动方向的凹槽，第二排布块的非凹槽部位与第一排布块紧密连接，第一排布块与第二排布块的凹槽部分形成排布通道211，对泡沫发生件203产生的泡沫进行观察。可以依据实验要求对这种排布通道211进行调节，第二排布快上可以设置若干凹槽，模拟岩石多孔介质的结构。筒体201的两侧设置有第一观察窗和第二观察窗，第一观察窗和第二观察窗分别与第一排布块和第二排布块位置对应，第一观察窗设置有刻度线，第二观察窗不设置刻度线，设置有刻度线的第一观察窗用以记录排布通道中的泡沫的体积，不设置刻度线的第二观察窗用来观察泡沫的形态。这样，第二观察窗可以观察到单列单排的泡沫，更有利于泡沫形态的观察。

作为一种可实现的实施方式，一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置还包括发光件500，发光件500设置于筒体201的底部，发光件500的出光方向朝向筒体201。

作为一种可实现的实施方式，一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置还包括摄像件，摄像件的摄像端朝向筒体201。

示例的，发光件500设置于筒体201下方，发光件500包括灯泡、灯带等。筒体201的筒壁上设置有带刻度线的观察窗213，当筒体201垂直于水平面时，灯泡发出的光线平行于筒体201，方便从观察窗213读取泡沫的体积；旋转架可以旋转筒体201，当筒体201平行于水平面，灯泡发出的光垂直于筒体201上的观察窗213，光穿过玻璃材质的气体排布件，照射在排布通道211中的单列泡沫上，这时，可以详细观察单列泡沫的形态特征。此外，还可打开摄像件拍摄泡沫的形态。摄像件包括摄像机，拍摄的结果包括泡沫的图片和视频。这样，实现了对泡沫产生组件200产生泡沫的动态观察，实时记录泡沫的体积，泡沫的形态，分析获取泡沫的半衰期信息。

其中，泡沫的半衰期是指原始产生的泡沫经静置后，泡沫体积变为原来二分之一所需的时间。泡沫的半衰期曲线是指原始产生的泡沫经静置后，泡沫体积随时间的变化曲线。通过高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的起泡体积和泡沫的半衰期是评价泡沫最基础的手段，观察泡沫微观的生成和破灭也是泡沫评价手段。

示例的，泡沫发生件203产生泡沫后，泡沫进入泡沫排布件202，实验员可通过筒体201设置的观察窗对泡沫进行观察。然而，在起泡过程中，起泡剂会产生部分有害气体，例如二氧化碳，有害气体将沿着泡沫排布件202的排布通道211流动至筒体201顶部。筒体201顶部的出气管道209与进液管道207连接。出气管道209上设置有第二过滤件700，流动至筒体顶部231的有害气体沿出气管道209进入第二过滤件700。

示例的，泡沫产生组件200的各个结构的尺寸区间如下：

筒体201长度6-10cm，宽2-5cm，高5-8cm；泡沫排布件202长度4-6cm，宽1-3cm，高4-6cm，两个泡沫排布件202之间的排布通道211宽0.05-0.15cm；壳体221直径1-2cm，长度1-5cm。

在一些实施例中，泡沫产生组件200的各个结构的具体尺寸如下：

筒体201长度8cm，宽3cm，高6cm；泡沫排布件202长度5cm，宽1.5cm，高6cm，两个泡沫排布件202之间的排布通道211宽0.05-0.15cm；壳体221直径1-2cm，长度1-5cm。

示例的，一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置的起泡流程如下：

确定测量起泡剂的浓度，实验所在温度和实验所处的压力状态，计算所需要的空气压缩体积。

将筒体201垂直放置，通过上部进液管道207加入起泡剂，使其流入筒体201内部的泡沫排布件202的排布通道211内部，关闭上部进液阀门208，打开灯泡电源。

分别使用第一加热件和第二加热件对供气筒102、筒体201和泡沫发生件203进行加热，当温度计达到设定温度时停止加热。

打开进气阀门105，气体通过气体管道103进入泡沫发生件203，产生泡沫。

通过观察窗213上的刻度线读出泡沫体积，并进行记录。通过旋转架将筒体201调节成平行水平面，透过观察窗213观察泡沫的形态。打开摄像机，拍摄泡沫的形态，记录。之后通过旋转架将筒体201调节为竖直放置。

静置一段时间，通过观察窗213上的刻度线读出泡沫体积，记录时间，获取泡沫的半衰期。过旋转架将筒体201调节成平行水平面，透过观察窗213观察泡沫的形态。打开摄像机，拍摄泡沫的形态，记录。

试验结束后，从支架300上取下筒体201，倒出其中液体，在筒体201内部加入纯净水，采用充气球连接导管进行充气清洗。重复多次直至无泡沫产生。

上述的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，包括供气组件和泡沫产生组件，所述泡沫产生组件包括筒体、泡沫排布件和多个泡沫发生件，多个所述泡沫发生件间隔分布于所述筒体的底部；所述泡沫发生件的出泡口与所述筒体的腔体连通，所述泡沫发生件的进气口与所述供气组件的出气口连通；

所述泡沫排布件位于所述筒体的腔体内，用于调整所述泡沫发生件产生的泡沫在所述腔体中的排布。

2.根据权利要求1所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述泡沫发生件包括壳体和起泡件，所述进气口开设于所述壳体的底部，所述出泡口开设于所述壳体的顶部，具有所述出泡口的至少部分所述壳体的顶部位于所述筒体的腔体；

所述起泡件设置于所述壳体的腔体中，所述起泡件具有起泡通道，所述起泡通道的第一端口与所述进气口连通，所述起泡通道的第二端口与所述出泡口连通；

所述进气口处设置有分流塞，所述分流塞上开设有多个分流口，多个所述分流口间隔排布。

3.根据权利要求2所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述起泡件为螺旋管，所述螺旋管沿竖直方向延伸，所述螺旋管的管腔形成所述起泡通道；

所述螺旋管的管壁上开设有多个通孔，多个所述通孔沿所述螺旋管的延伸方向间隔排布；

或，所述起泡件包括至少两个柱体，所述柱体沿竖直方向延伸，所述柱体的侧壁设置有多个凸起，多个所述凸起沿所述柱体的延伸方向间隔排布，同一所述柱体的相邻两个所述凸起之间形成凹陷；

至少两个所述柱体相对设置，并在至少两个所述柱体之间形成所述起泡通道；至少两个所述柱体的所述凸起位置相对应，位置相对的两个所述凸起之间具有第一间距，至少两个所述柱体的所述凹陷位置相对应，位置相对的两个所述凹陷之间具有第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。

4.根据权利要求2所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述壳体的顶部为弧状结构，所述壳体的顶部朝背离所述壳体的内腔的方向弯曲；和/或，所述出泡口的位置设置有泡沫网；和/或，所述筒体的外部和所述壳体的至少部分外部设置有第一加热件。

5.根据权利要求1所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述泡沫排布件包括至少两个透光的排布块，至少两个所述排布块相对设置并围成排布通道，所述排布通道与所述出泡口连通；所述排布通道沿竖直方向延伸；

所述排布通道供所述出泡口排布的多个泡沫沿竖直方向单列依次排布。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述筒体的筒壁上设置有观察窗，所述观察窗与所述泡沫排布件位置对应，所述观察窗上设置有刻度线。

7.根据权利要求1-5任一项所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，还包括支架和转动件，所述筒体通过所述转动件转动安装于所述支架，所述转动件的转动轴沿水平方向延伸。

8.根据权利要求1-5任一项所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，还包括发光件，所述发光件设置于所述筒体的底部，所述发光件的出光方向朝向所述筒体；

和/或，所述高温高压泡沫性能动态可视化测试装置还包括摄像件，所述摄像件的摄像端朝向所述筒体。

9.根据权利要求1-5任一项所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述供气组件包括供气泵、供气筒、气体管道和分流器，所述供气泵与所述供气筒连通，所述供气筒与所述气体管道连通，所述气体管道背离所述供气筒的端部形成所述供气组件的所述出气口；

所述分流器设置于所述气体管道的所述出气口处，所述分流器的进气端与所述气体管道连通，所述分流器包括至少两个分流出气端，至少两个所述分流出气端一一对应的连接于至少两个所述泡沫发生件。

10.根据权利要求9所述的高温高压泡沫性能动态可视化测试装置，其特征在于，所述气体管道上设置有第一压力检测件和第一温度检测件；

和/或，所述气体管道上设置有第一过滤件，所述气体管道内的气体流经所述第一过滤件；

和/或，所述供气筒的外部设置有第二加热件；

和/或，所述筒体上设置有与所述腔体连通的出气管道，所述出气管道上设置有第二压力检测件和第二温度检测件；所述出气管道上设置有第二过滤件，所述出气管道的气体流经所述第二过滤件。