CN203630017U - 一种压力传递实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种压力传递实验装置，属于岩石力学室内试验设备技术领域。孔压控制装置连接供液装置，孔压控制装置的另一端连接顶端入口截止阀、底端入口截止阀，顶端入口截止阀的另一端连接顶端入口压力传感器、顶端流体入口，底端入口截止阀的另一端连接底端入口压力传感器、底端流体入口，顶端入口压力传感器的另一端连接数据采集装置，数据采集装置连接底端出口压力传感器，底端出口压力传感器的另一端连接底端出口截止阀、底端流体出口，底端出口截止阀的另一端连接液体回收装置。本实用新型可以在高温高压条件下，利用小尺寸的不规则掉块开展压力传递实验，开扩了实验材料的获取途径，增加了实验材料的数量，提高了实验精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种压力传递实验装置，属于岩石力学室内试验设备技术领域。
背景技术
页岩油和页岩气是潜力巨大的非常规能源，具有广阔的开发前景，近年来，由于页岩油和页岩气的产量不断增大，它在油气田开发过程中占据的地位也越来越重要。由于钻井过程中，页岩具有不稳定性，容易发生井壁坍塌等复杂事故，所以必须开展泥页岩地层井壁稳定性研究。同时，准确测定泥页岩渗透率和膜效率，对研究泥页岩地层井壁稳定具有重要意义。因此，需要针对泥页岩开展压力传递实验，测量泥页岩的渗透率和膜效率。
通常，泥页岩的渗透率和膜效率是在室内测试大尺寸岩心获得的，一般岩样的直径大于25.4mm，而且测试样品要有非常规则的形状，如圆柱体或正方体。但是，对油田勘探开发而言，取自地下深部的岩心非常珍贵，满足这些实验条件的岩心样品数量受到了大大的限制，因此，获取测试岩样成为泥页岩渗透率和膜效率测试的主要难题之一。这就迫使人们开始寻求对测试样品要求不太严格的测试方法，其中，利用钻井过程中的掉块开展压力传递实验测量泥页岩的渗透率和膜效率具有很大的吸引力。与大尺寸规则的岩心样品相比，钻井过程中的掉块非常容易获取，可以开展大量的测试工作。因此，利用掉块开展压力传递实验的研究和应用在石油勘探开发过程中具有非常广阔的前景。
到目前为止，从公开的文献报道和实际应用来看，还没有以小尺寸、不规则的井壁掉块进行压力传递模拟试验的装置研究。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种压力传递实验装置。
为了克服现有压力传递实验设备存在的实验岩芯难以获得的问题，本实用新型提供一种可以利用不规则掉块进行压力传递的实验装置。通过该装置可以利用井壁掉块完成压力传递实验，给出泥页岩的渗透率和膜效率，为泥页岩坍塌周期的预测提供基础数据，对指导现场钻井施工具有重要意义。
一种压力传递实验模拟的实验装置，孔压控制装置连接供液装置，孔压控制装置的另一端连接顶端入口截止阀、底端入口截止阀，顶端入口截止阀的另一端连接顶端入口压力传感器、顶端流体入口，底端入口截止阀的另一端连接底端入口压力传感器、底端流体入口，顶端入口压力传感器的另一端连接数据采集装置，数据采集装置连接底端出口压力传感器，底端出口压力传感器的另一端连接底端出口截止阀、底端流体出口，底端出口截止阀的另一端连接液体回收装置，
高压釜的结构：轴压控制系装置连接压力室顶盖，压力室顶盖连接压力室筒体，压力室筒体的下部连接底座，压力室筒体的内腔连接硅胶、多孔介质板，硅胶的内腔连接多孔介质压块、试样，底座的一侧有底端流体入口，底座7的另一侧有底端流体出口，底端流体出口的另一端、底端流体入口的另一端分别与压力室筒体的内腔中多孔介质板的底部连接，压力室顶盖的一侧有顶端流体入口，顶端流体入口的另一端连接压力室筒体的内腔中多孔介质压块的上部，高压釜安装在恒温箱内，温度控制装置连接恒温箱。
本实用新型的有益效果是：与现有的实验装置相比，可以在高温高压条件下，利用小尺寸的不规则掉块开展压力传递实验，开扩了实验材料的获取途径，降低了实验材料的成本，增加了实验材料的数量，同时，可以利用多次重复实验，提高了实验精度。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中：
图1为本实用新型所提出的装置的结构示意图。
图2为本实用新型的试验装置流程图。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。
实施例1：如图1、图2所示，一种压力传递模拟试验装置，孔压控制装置12连接供液装置11，孔压控制装置12的另一端连接顶端入口截止阀21、底端入口截止阀22，顶端入口截止阀21的另一端连接顶端入口压力传感器14、顶端流体入口8，底端入口截止阀22的另一端连接底端入口压力传感器13、底端流体入口9，顶端入口压力传感器14的另一端连接数据采集装置15，数据采集装置15连接底端出口压力传感器18，底端出口压力传感器18的另一端连接底端出口截止阀23、底端流体出口10，底端出口截止阀23的另一端连接液体回收装置20，
高压釜的结构：轴压控制系装置16连接压力室顶盖1，压力室顶盖1连接压力室筒体2，压力室筒体2的下部连接底座7，压力室筒体2的内腔连接硅胶3、多孔介质板6，硅胶3的内腔连接多孔介质压块4、试样5，底座7的一侧有底端流体入口9，底座7的另一侧有底端流体出口10，底端流体出口10的另一端、底端流体入口9的另一端分别与压力室筒体2的内腔中多孔介质板6的底部连接，压力室顶盖1的一侧有顶端流体入口8，顶端流体入口8的另一端连接压力室筒体2的内腔中多孔介质压块4的上部，高压釜安装在恒温箱17内，温度控制装置19连接恒温箱17。
实施例2：如图1、图2所示，
一种压力传递实验装置，主要由高压釜、孔压控制装置12、轴压控制系装置16、温度控制装置19和数据采集装置15等五部分组成。高压釜是整个试验系统的主体部分，主要由底座、压力室筒体、多孔介质板、多孔介质压块、压力室顶盖等组成。
底座是带有凸台的圆柱体，在圆柱体的两侧有两个圆孔，分别与凸台的顶端有两个圆孔相连通，在底座的上端放置的是压力室筒体，压力室筒体是两端内壁上开有凹槽的圆管物状体，为了保证密封作用，在凹槽中放置密封圈。多孔介质板放置在底座凸台的上方，处于压力室筒体内，它是一个可以承压且具有良好渗透性的圆柱体。试样放置在多孔介质板的上方，并用多孔介质压块压住试样，多孔介质压块是一个可以承压、密度较大和具有良好渗透性的圆柱体。
为了施加围压和轴压，在压力室筒体的顶端放置压力室顶盖，压力室顶盖为中间带有凸台的圆柱体，凸台的下端中央有一个圆孔，圆柱体的侧面有一个圆孔；用耐高温的硅胶将多孔介质压块和试样包裹；在压力室筒体的顶端放置压力室顶盖。
为了密封和施加围压，用耐高温的硅胶将多孔介质压块和试样包裹，硅胶的上端中央有一个联通到多孔介质压块的孔道。压力室筒体的顶端是力室顶盖，压力室顶盖为中间带有凸台的圆柱体，凸台的下端中央有一个圆孔，同圆柱体侧面的圆孔联通。高压釜各组成部分均由优质合金钢锻压成型后再经加工制成，并且进行了镀硬铬处理，可允许长时间的采用高矿化度的溶液进行实验；孔压控制装置12通过高压管线同底座两侧和压力室顶盖侧面的圆孔相连，利用该孔压系统可以向高压釜内的试样施加顶端压力与底端压力，模拟原始地层压力和钻井液的液柱压力；轴压控制系装置16主要用于控制顶端压力的施加，通过该系统可以给试样施加轴压和围压；温度控制装置19主要用于实验温度的控制，模拟原始地层的温度环境；数据采集装置15主要是采集试验数据，并利用计算机对采集到的数据进行实时存储、处理，绘制试验数据曲线。
实施例3：如图1、图2所示，一种压力传递实验工艺方法，含有以下步骤；
轴压控制装置16作用在高压釜的顶端，轴压控制装置16和高压釜固定在恒温箱17中，由温度控制装置19控制实验温度；
底端入口压力传感器13、顶端入口压力传感器14和底端出口压力传感器18都连接到数据采集装置15中，由数据采集装置实时记录实验数据，绘制实验曲线；
装置与管线连接完成后，进行试验，首先开启供液装置11和孔压控制装置12、打开底端入口截止阀22和底端出口截止阀23，关闭顶端入口截止阀21，操作孔压控制装置12向高压釜里注入试液；
等到液体回收装置20中有大量液体滴出时，关闭底端入口截止阀23，打开顶端入口截止阀21，等到液体回收装置20中有大量液体滴出时，关闭底端出口截止阀23，同时打开底端入口截止阀21；
然后启动轴压控制装置16对试样施加到轴压和围压，再操作孔压控制装置12施加压力到原始地层压力；
此时，关闭顶端入口截止阀21，在继续施加压力到钻井液的液柱压力，并保持恒定。开启恒温箱17，由温度控制装置19调节温度到地层温度；
开启数据采集装置15，实时记录数据，绘制实验曲线图，即可以进行压力传递实验；
实验结束时，需要进行泄压操作，关闭孔隙压力控制系统12和轴压控制装置16，同时将底端出口截止阀23缓慢打开，让流体慢慢的流出，直到无流体流出为止。
采用本实用新型所提出的压力传递装置，具有以下显著特点：
（1）可以利用掉块和岩心碎块进行实验，增加了实验原材料，进一步提高了重复实验次数和实验精度；
（2）同原有的标准岩芯压力传递实验机相比，实验周期将缩短了1倍。
（3）在向试样施加轴压与围压的同时，在试样的两端施加原始地层压力和钻井液液柱压力，并恢复到原始地层温度，使其无限接近于真实地层中的压力传递过程
（4）高压釜体由多个部件组成，可根据实际需要进行组装、拆卸，可移动性强。
如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种压力传递实验模拟的实验装置，其特征在于孔压控制装置连接供液装置，孔压控制装置的另一端连接顶端入口截止阀、底端入口截止阀，顶端入口截止阀的另一端连接顶端入口压力传感器、顶端流体入口，底端入口截止阀的另一端连接底端入口压力传感器、底端流体入口，顶端入口压力传感器的另一端连接数据采集装置，数据采集装置连接底端出口压力传感器，底端出口压力传感器的另一端连接底端出口截止阀、底端流体出口，底端出口截止阀的另一端连接液体回收装置，
高压釜的结构：轴压控制系装置连接压力室顶盖，压力室顶盖连接压力室筒体，压力室筒体的下部连接底座，压力室筒体的内腔连接硅胶、多孔介质板，硅胶的内腔连接多孔介质压块、试样，底座的一侧有底端流体入口，底座7的另一侧有底端流体出口，底端流体出口的另一端、底端流体入口的另一端分别与压力室筒体的内腔中多孔介质板的底部连接，压力室顶盖的一侧有顶端流体入口，顶端流体入口的另一端连接压力室筒体的内腔中多孔介质压块的上部，高压釜安装在恒温箱内，温度控制装置连接恒温箱。
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