CN204010441U - 比面对达西渗流影响演示实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种比面对达西渗流影响演示实验装置，包括：恒水头水箱、开关阀、塑料软管、可替换人工充填颗粒模拟岩心模型、模拟岩心支撑底座、量筒、秒表；其中可替换人工充填颗粒模拟岩心模型由透明圆筒外壁、玻璃球、圆筒外壁接口螺纹、圆筒端口堵头组成；其特征在于可升降恒水头水箱联接流动开关阀，流动开关阀通过塑料软管与可替换人工充填颗粒模拟岩心模型入口端相连，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型固定在圆筒支撑底座上，圆筒模型出口端通过塑料软管与量筒联通；透明圆筒外壁内填充粒径相等的玻璃球，透明圆筒外壁两端有用于衔接的接口螺纹，透明圆筒外壁两端的接口螺纹分别与圆筒端口堵头相连组装成可替换人工充填颗粒模拟岩心模型，玻璃球在不同的可替换人工充填颗粒模拟岩心模型中粒径大小不同。

Description

比面对达西渗流影响演示实验装置

技术领域

本实用新型属于渗流力学物理性质测试试验仪器技术领域，涉及一种达西渗流演示实验装置，具体讲的是一种关于不同比面对达西渗流影响程度分析的演示实验装置。

背景技术

渗流力学是专门研究流体通过各种多孔介质渗流时运动形态和运动规律的科学，是现代流体力学的一个重要分支，是油藏工程、油藏数值模拟的理论基础。法国水力学家亨利·达西在1852～1855年通过大量实验获得了流体在多孔介质中的基本渗流定律,总结出渗透能力损失与渗流速度之间的相互关系即达西定律,为地下流体渗流运动的理论研究打下了坚实的基础。开展相关影响因素对达西渗流影响程度分析的室内渗流实验对于熟悉渗流基本原理具有非常重要的意义。

比面是影响达西渗流的重要因素之一，其指的是单位体积多孔介质内颗粒的总表面积。多孔介质的比面越大，对流体的吸附能力越大，其渗透率越低。此前达西渗流实验通常采用的达西仪等装置,可以用使流体通过常规填砂模型的实验装置的方式来证明介质对流体存在渗流能力，并对达西定律的基本现象进行解释。但传统的达西渗透实验装置不能在实验的过程当中有针对性地描述流体在单位时间内通过多孔介质的渗流量与比面等影响因素的正反比关系，不能直观地反应出不同比面对达西渗流的影响。之前的比面仪等装置对比面的描述也大多停留在对比面的测定上，不能将不同比面对流体渗流过程中的影响进行分析展示。本实验装置克服了上述的缺点，以一套可替换的人工充填颗粒模拟岩心取代传统的填砂模型，通过在实验过程中变换使用具有不同比面的人工充填颗粒模拟岩心模型，计算出不同人工充填颗粒模拟岩心的比面值，演示出在相同实验条件下，不同比面的渗流介质对流体渗流的的影响程度，并可以通过实验数据分析验证流体在单位时间内通过多孔介质的渗流量与孔隙度等影响因素关系。且在实验过程中人工充填颗粒模拟岩心装置外壁透明且水平放置，能更好地模拟地层流体流动情况，使实验的演示效果更加直观明了。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种关于比面对达西渗流影响程度分析的演示实验装置，直观地演示出达西渗流过程中比面的不同对流体在渗流介质中通过能力的影响。为流体一维达西渗流基本规律的验证提供实验依据。

本实用新型的目的可以通过以下技术措施来实现。

该达西定律实验装置包括:恒水头水箱、开关阀、塑料软管、可替换人工充填颗粒模拟岩心模型、模拟岩心支撑底座、量筒、秒表。可替换人工充填颗粒模拟岩心模型由透明圆筒外壁、小号玻璃球、圆筒外壁接口螺纹、圆筒端口堵头组成。透明圆筒外壁内填充粒径相等的小号玻璃球，透明圆筒外壁两端有用于衔接的接口螺纹，透明圆筒外壁两端的接口螺纹分别与圆筒端口堵头相连，组装成可替换人工充填颗粒模拟岩心模型主体。恒水头水箱链接开关阀，开关阀通过塑料软管与实验用可替换人工充填颗粒模拟岩心模型入口端相连，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型固定在模拟岩心支撑底座上，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型出口端与塑料软管相连通向量筒。利用恒水头水箱在一定高度给以流体一定的入口压力；利用开关阀，控制流体流动状态；利用可替换人工充填颗粒模拟岩心模型可得到比面不同时流体通过渗流介质的能力大小情况。可通过此实验装置计算模拟岩心的比面、渗透率等参数，验证达西定律的正确性，且能直观地演示出不同比面对达西渗流的影响程度。

该实用型新的优点在于：简便易操作，能很好地解释达西渗流一般规律，且可直观地演示出不同比面对达西渗流中流体通过渗流介质能力的影响情况。

附图说明

图1为本实用新型主体结构示意图。

图2为可替换人工充填颗粒模拟岩心模型结构示意图。

具体实施方式

下面就结合附图详细介绍实验如何实施。

如图1所示，图1为本实用新型主体结构示意图，该实验装置是由恒水头水箱1、开关阀2、塑料软管3、可替换人工充填颗粒模拟岩心模型4、模拟岩心支撑底座5、量筒6、秒表7组成。

其特征在于恒水头水箱1链接开关阀2，开关阀2通过塑料软管3与可替换人工充填颗粒模拟岩心模型4入口端相连，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型4固定在模拟岩心支撑底座5上，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型4出口端与塑料软管3相连通向量筒6。其中恒水头水箱1可调节水头，开关阀2可对流体流动状态进行开关，安放于模拟岩心支撑底座5上的人工充填颗粒模拟岩心模型4可以拆卸、更换。

如图2所示，图2为可替换人工充填颗粒模拟岩心模型4结构示意图，该装置由透明圆筒外壁8、玻璃球9、圆筒外壁接口螺纹10、圆筒端口堵头11组成。透明圆筒外壁8内填充粒径相等的玻璃球9，透明圆筒外壁8两端有用于衔接的接口螺纹10，透明圆筒外壁8两端的接口螺纹10分别与圆筒端口堵头11相连，通过在透明圆筒外壁8内填充不同直径的玻璃球 9模拟不同避免的岩心模型4，以得到观察不同比面对渗流影响的目的。

本实验装置在进行实验时，主要包括如下步骤。

(1)人工将一定直径的玻璃球填充在透明圆筒外壁内，圆筒两端衔接上圆筒端口堵头，模拟此时该比面下的岩心。

(2)将模拟岩心模型固定于模拟岩心支撑底座上。

(3)关闭开关阀，按主体结构示意图用塑料软管将相应装置连接成套。

(4)调节恒水头水箱高度，使其在一定高度固定，向水箱注水，使其达到溢流状态。

(5)打开开关阀，使流体流动。

(6)待出口端流速稳定时配合秒表在出口端测量流量。

(7)记录实验中的各项参数。

(8)待一组实验完毕后，关闭流动开关阀，在透明圆筒外壁内充填另一种粒径大小玻璃球模拟不同比面的岩心模型，重复步骤(5)～(7)。

(9)实验完毕后，关闭开关阀，整理实验设备。

(10)实验数据的整理、计算分析。

Claims (2)

1.比面对达西渗流影响演示实验装置，包括：恒水头水箱(1)、开关阀(2)、塑料软管(3)、可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)、模拟岩心支撑底座(5)、量筒(6)、秒表(7)；其中可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)由透明圆筒外壁(8)、玻璃球(9)、圆筒外壁接口螺纹(10)、圆筒端口堵头(11)组成；其特征在于可升降恒水头水箱(1)联接流动开关阀(2)，流动开关阀(2)通过塑料软管(3)与可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)一端相连，可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)固定在圆筒支撑底座(5)上，圆筒模型(4)出口端通过塑料软管(3)与量筒(6)联通；透明圆筒外壁(8)内填充粒径相等的玻璃球(9)，透明圆筒外壁(8)两端有用于衔接的接口螺纹(10)，透明圆筒外壁(8)两端的接口螺纹(10)分别与圆筒端口堵头(11)相连组装成可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)，玻璃球(9)在不同的可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)中粒径大小不同。

2.根据权利要求1所述的比面对达西渗流影响演示实验装置，其特征在于使用可替换人工充填颗粒模拟岩心模型(4)；使用秒表(8)计量流体流出时间的变化，其计量精度达到0.1秒。