CN208076347U - 岩石渗透率和压缩系数联测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种岩石渗透率和压缩系数联测装置，包括岩心夹持器、加压器、真空泵、围压器、第一压力传感器、第二压力传感器、数据采集器，岩心夹持器包括空心管体，空心管体设有胶筒，胶筒的内部用于承载岩石样本；岩心夹持器的第一端与所述第一压力传感器连接，岩心夹持器的第二端与所述第二压力传感器连接，岩心夹持器通过管道分别与加压器和围压器连接，岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接，所述加压器、所述围压器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器均与所述数据采集器连接。该装置能够同时测量岩石渗透率和压缩系数，而且测试结果精确。

Description

岩石渗透率和压缩系数联测装置

技术领域

本实用新型涉及岩石测试技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种岩石渗透率和压缩系数联测装置。

背景技术

岩石渗透率，是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征岩石本身传导液体能力的参数。岩石压缩系数，是指油藏压力每降低1兆帕时,单位体积岩石内孔隙体积的变化量。

岩石渗透率和压缩系数是用来评价含有石油或天然气地层优劣的重要指标。获得岩石的渗透率和压缩系数对石油开采有重要的意义，现有测试设备不能同时测量岩石渗透率和压缩系数，并且分开测试岩石渗透率和压缩系数时测试装置的结构复杂不易操作，管线布置不合理，而且测试完毕后容易有残留水在仪器中。

实用新型内容

本实用新型提供一种岩石渗透率和压缩系数联测装置，该装置能够同时测量岩石渗透率和压缩系数，而且测试结果精确，可以加深对油气开采中岩石微观空隙结构的认识。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型专利提供一种岩石渗透率和压缩系数联测装置，包括：岩心夹持器、加压器、真空泵、围压器、第一压力传感器、第二压力传感器、数据采集器；

所述岩心夹持器包括空心管体，所述空心管体内设有胶筒，所述胶筒的内部用于承载岩石样本；

所述岩心夹持器的第一端与所述第一压力传感器连接，所述岩心夹持器的第二端与所述第二压力传感器连接；

所述岩心夹持器通过管道分别与加压器和围压器连接，所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接；

所述加压器、所述围压器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器均与所述数据采集器连接。

该装置能够同时实现测量岩石的渗透率和压缩系数，该装置通过所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接，真空泵可以为系统抽真空，在测量岩石渗透率和压缩系数之前将装置管道中的残余水分和空气抽走，能提高本装置实验测量结果的精确度。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述装置还包括：压差计；

所述压差计的第一端与所述岩心夹持器的第一端连接，所述压差计的第二端与所述岩心夹持器的第二端连接；所述压差计与所述数据采集器连接。通过设置压差计采集到的岩心夹持器两端的压力差与第一压力传感器和第二压力传感器的采集到的数值进行计算能够使计算结果更精确。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述装置还包括：恒温箱；

所述岩心夹持器、第一压力传感器、第二压力传感器、所述压差计均位于所述恒温箱内。通过设置恒温箱，在保持温度恒定的条件下对岩石渗透率和压缩系数进行测量，能够排出温度对岩石渗透率和压缩系数的不良影响，使计算结果更精准，而且通过设置恒温箱，可以改变温度测试不同温度下同一岩石样本的渗透率和压缩系数，进而研究温度对岩石渗透率和压缩系数的影响。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述装置还包括：所述加压器为计量泵。通过计量泵能够直接读取加压器施加在岩心夹持器上的压力，不用额外再测试加载在岩石样本上的压力，不仅提高测试岩石压缩系数的效率，而且实现本装置能够同时实现测试岩石渗透率和压缩系数的目的。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述装置还包括：第一中间容器和第二中间容器；

所述第一中间容器通过管道与所述空心管体的第一端连接，所述第一中间容器与所述岩心夹持器之间设置有第一阀门；

所述第二中间容器通过管道连接在所述空心管体的第二端，所述第二中间容器与所述岩心夹持器之间设置有第二阀门；

所述第一中间容器和第二中间容器均与所述真空泵的管道连接。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述恒温箱为恒温水箱；

所述加压器、所述围压器通过水管与所述恒温水箱连通。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述装置还包括：第三中间容器，所述第三中间容器与所述真空泵连接。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述第一中间容器的出口管线在所述第一中间容器的下部；

所述第二中间容器的出口管线在所述第二中间容器的下部；

所述第三中间容器的水平位置低于所述真空泵的水平位置。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述加压系统与岩心夹持器之间设置有第三阀门和第四阀门。

如上所述岩石渗透率和压缩系数联测装置，所述真空泵与所述第二中间容器之间设置有第五阀门；所述真空泵与所述第三中间容器之间设置有第六阀门。

本实用新型提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置，能够同时测量岩石的渗透率和压缩系数，该装置通过将所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接，真空泵可以为测试系统抽真空，在测量岩石渗透率和压缩系数之前和之后能够将装置管道中的残余水分和空气抽走，提高本装置实验测量结果的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图。

附图标记说明：

1、岩心夹持器；

2、加压器；

3、真空泵；

4、围压器；

5、第一压力传感器；

6、第二压力传感器；

7、数据采集器；

8、压差计；

9、第一中间容器；

10、第二中间容器；

11、第一阀门；

12、第二阀门；

13、第三中间容器；

14、恒温箱；

15、第三阀门；

16、第四阀门；

17、第五阀门；

18、第六阀门；

19、第七阀门。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

岩石渗透率，是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征岩石本身传导液体能力的参数。岩石压缩系数，是指油藏压力每降低1兆帕时,单位体积岩石内孔隙体积的变化量。岩石渗透率和压缩系数是用来评价含有石油或天然气地层优劣的重要指标。获得岩石的渗透率和压缩系数对石油开采有重要的意义，现有实验设备不能同时测量岩石渗透率和压缩系数，并且分步测试时结构复杂不易操作，管线布置不合理，容易有残留水在仪器中。

本实用新型基于以上问题提出一种岩石渗透率和压缩系数联测装置。

以下对本申请中的部分用语进行解释说明，以便本领域技术人员理解。

岩石渗透率，是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力，是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。其大小与孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关。

岩石压缩系数，是指油藏压力每降低1MPa时,单位体积岩石内孔隙体积的变化量。

真空泵，真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。

中间容器，本实用新型中中间容器为带有中空结构的铁质容器。

压力传感器，是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。

计量泵，是流体输送机械的一种,其突出特点是可以保持与排出压力无关的恒定流量，使用计量泵可以同时完成输送、计量和调节的功能。

下面结合具体实施例对本实用新型提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图，请参阅图1所示，本实施例的岩石渗透率和压缩系数联测装置，包括：岩心夹持器1、加压器2、真空泵33、围压器4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、数据采集器7；

所述岩心夹持器1包括空心管体，所述空心管体设有胶筒，所述胶筒的内部用于承载岩石样本；

所述岩心夹持器1的第一端与所述第一压力传感器5连接，所述岩心夹持器1的第二端与所述第二压力传感器6连接；

所述岩心夹持器1通过管道分别与加压器2和围压器4连接，所述岩心夹持器1、岩心夹持器1与加压器2连接的管道、岩心夹持器1与围压器4连接的管道均与真空泵3的管路连接；

所述加压器2、所述围压器4、所述第一压力传感器5、所述第二压力传感器6均与所述数据采集器7连接。

本实施例的岩心夹持器用于夹持岩石，本实施例的岩石样本在实验过程中套设于胶筒内，本市实施例的胶筒的具体结构不做特别限制。岩心夹持器内设置有柱状岩石样本，岩心夹持器的入口端和出口端相连通，加压器2中的压力流体从岩心夹持器的入口段进入经内部的岩石样本后从岩心夹持器的出口段流出。

本实施例的加压器2与围压器4均采用高精度柱塞泵，加压器2与围压器4与岩心夹持器相连，用于对岩心夹持器内的岩石施加一定的法向压力，以模拟岩石处于地层中的压力状态。本实施例中围压器4通过向岩心夹持器1中泵入围压液，达到向岩心压夹持器1内的岩石样本施加围压的目的，本实施例中的加压器2向岩心夹持器1内的岩石样本两端加载一定的压力，使岩石样本内的流体获得不同的压力。

本实施例中的真空泵3用于抽真空，在测量岩石渗透率和压缩系数之前将装置管道中的残余水分和空气抽走，能提高本装置实验测量结果的精确度。本实施例中岩心夹持器1通过管道分别与加压器2和围压器4连接，所述岩心夹持器1、岩心夹持器1与加压器2连接的管道、岩心夹持器1与围压器4连接的管道均与真空泵3的管路连接。

本实施例中的第一压力传感器5用于采集岩心夹持器1内岩石样本第一端的流体的压力值，本实施例第二压力传感器6用于采集岩心夹持器1内岩石样本第二端流体的压力值。本实施例对第一压力传感器5和第二压力传感器6的形式不做特别限制。

所述采集系统用于将采集到加压器2、围压器4、第一压力传感器5和第二压力传感器6的数值进行计算，本实施例中数据采集系统包括计算机，计算机通过数据线与加压器2、围压器4、第一压力传感器5和第二压力传感器6连接。岩石的压缩系数通过计算机获得的加压器2的压力、岩石样本的截面积、岩石样本的长度获得；岩石的渗透率通过计算机采集到的第一压力传感器5和第二压力传感器6的数值、岩石夹持器上游和下游管线空白体积、岩石样本参数获得。

本实用新型提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置，能够同时实现测量岩石的渗透率和压缩系数，该装置通过将所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接，真空泵可以为测试系统抽真空，在测量岩石渗透率和压缩系数之前和之后将装置管道中的残余水分和空气抽走，能提高本装置实验测量结果的精确度。

实施例二：

请参阅图1所示，本实施例与实施例一具有相似的整体结构，本实施例为了提高测试的精确度，在实施例一的基础上，所述装置还包括压差计8，所述压差计8的第一端与所述岩心夹持器1的第一端连接，所述压差计8的第二端与所述岩心夹持器1的第二端连接，所述压差计8与所述数据采集器7连接。

本实施例中为了提高岩石渗透率的精度，在岩心夹持器1的流体的进口端和出口端设置压差计8，通过压差计8采集到的岩心夹持器1两端的压力差与第一压力传感器5和第二压力传感器6的采集到的数值进行计算能够使计算结果更精确。

进一步地，本实施例中所述加压器2为计量泵。本实施例通过采用计量泵，加压器2施加于岩心夹持器1上的压力能够直接获取。

图2为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图，请参阅图2所示，进一步地，所述岩石渗透率和压缩系数联测装置还包括第一中间容器9和第二中间容器10，本实施例中的中间容器为可以储存一定液体的不锈钢容器。

所述第一中间容器9通过管道与所述空心管体的第一端连接，所述第一中间容器9与所述岩心夹持器1之间设置有第一阀门11，所述第二中间容器10通过管道连接在所述空心管体的第二端，所述第二中间容器10与所述岩心夹持器1之间设置有第二阀门12，所述第一中间容器9和第二中间容器10均与真空泵3的管道连接。

本实施例中通过设置第一中间容器9和第二中间容器10，在测试渗透率和压缩系数比较大的岩石样品时，打开第一阀门11和第二阀门12，增加岩心夹持器1上游和下游管路的体积，能够起到延长压力衰减时间的作用，从而使本实施例的岩石渗透率和压缩系数联测装置测量时，实验结果更加准确。

本实施例中所述第一中间容器9和第二中间容器10均与真空泵3的管道连接，在在测量岩石渗透率和压缩系数之前将第一阀门11和第二阀门12打开，将第一中间容器9和第二中间容器10中的残余水分和空气抽走，能提高本装置实验测量结果的精确度。

图3为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图，请参阅图3所示，进一步地，本实施例中，该联测装置还包括第三中间容器13，所述第三中间容器13与所述真空泵3连接。所述第一中间容器9的出口管线在所述第一中间容器9的下部，所述第二中间容器10的出口管线在所述第二中间容器10的下部，所述第三中间容器13的水平位置低于所述真空泵3的水平位置。本实施例通过将第一中间容器9的出口管线设置在所述第一中间容器9的下部，第二中间容器10的出口管线设置在所述第二中间容器10的下部可以使抽真空时残留水很快被吸走，通过将所述第三中间容器13的水平位置设置为低于所述真空泵3的水平位置，方便真空泵3里的水直接流下。

本实用新型提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置，能够同时实现测量岩石的渗透率和压缩系数，该装置通过将所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接，真空泵可以为整个测试系统抽真空，在测量岩石渗透率和压缩系数之前将装置管道中的残余水分和空气抽走，能提高本装置实验测量结果的精确度。

实施例三：

图4为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图，请参阅图4所示，本实施例在上述实施例二的基础上还包括恒温箱14，所述岩心夹持器、第一压力传感器5、第二压力传感器6、所述第一中间容器9、所述第二中间容器10、所述压差计8均位于所述恒温箱14内。

本实施例通过将心夹持器、第一压力传感器、第二压力传感器、所述第一中间容器、所述第二中间容器、所述压差计设置在恒温箱内，在保持温度恒定的条件下对岩石渗透率和压缩系数进行测量，能够排除温度对岩石渗透率和压缩系数的不良影响，使计算结果更精准，而且通过设置恒温箱，可以改变温度测试不同温度下同一岩石样本的渗透率和压缩系数，进而研究温度对岩石渗透率和压缩系数的影响。

实施例四：

图5为本实用新型实施例提供的岩石渗透率和压缩系数联测装置结构示意图，请参阅图5所示，本实施例在实施例三的基础上，在加压系统与岩心夹持器之间设置有第三阀门15和第四阀门16。

本实施例的具体结构如下：本实施例的岩石渗透率和压缩系数联测装置，包括：岩心夹持器1、加压器2、真空泵3、围压器4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、数据采集器7，所述岩心夹持器1包括空心管体，所述空心管体设有胶筒，所述胶筒的内部用于承载岩石样本，所述岩心夹持器1的第一端与所述第一压力传感器5连接，所述岩心夹持器1的第二端与所述第二压力传感器6连接，所述岩心夹持器1通过管道分别与加压器2和围压器4连接，所述岩心夹持器1、岩心夹持器1与加压器2连接的管道、岩心夹持器1与围压器4连接的管道均与真空泵3的管路连接，所述加压器2、所述围压器4、所述第一压力传感器5、所述第二压力传感器6均与所述数据采集器7连接。

本实施例还包括压差计8，所述压差计8的第一端与所述岩心夹持器1的第一端连接，所述压差计8的第二端与所述岩心夹持器1的第二端连接，所述压差计8与所述数据采集器7连接。

本实施例中所述加压器2为计量泵。

本实施例还包括第一中间容器9和第二中间容器10，本实施例中的中间容器为可以储存一定液体的不锈钢容器。

本实施例中所述装置还包括恒温箱14，所述岩心夹持器1、第一中间容器9和第二中间容器10、第一压力传感器5、第二压力传感器6、所述压差计8均位于所述恒温箱14内。所述加压器2、所述围压器4通过水管与所述恒温水箱连通。

本实施例还包括第三中间容器13，所述第三中间容器13与所述真空泵3连接。

本实施例中所述第一中间容器9的出口管线在所述第一中间容器9的下部，所述第二中间容器10的出口管线在所述第二中间容器10的下部，所述第三中间容器13的水平位置低于所述真空泵3的水平位置。

进一步地，本实施例所述真空泵3与所述第二中间容器10之间设置有第五阀门17，所述真空泵3与所述第三中间容器13之间设置有第六阀门18。本实施例中真空泵3与所述第二中间容器10之间设置有第五阀门17，在实验测试之前，通过打开第五阀门17，关闭第六阀门18，真空泵3对系统抽真空在抽真空完成后，进行岩石样本的渗透率和压缩系数测量。

本实施例中，岩心夹持器1与加压器2的管路上设置有第七阀门19，当第七阀门关闭时，加压器的流体施加于岩石样本上，当第七阀门19打开时，加压器2的流体不流经岩心夹持器1。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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行修改，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种岩石渗透率和压缩系数联测装置，其特征在于，包括：岩心夹持器、加压器、真空泵、围压器、第一压力传感器、第二压力传感器、数据采集器；

所述岩心夹持器包括空心管体，所述空心管体内设有胶筒，所述胶筒的内部用于承载岩石样本；

所述岩心夹持器的第一端与所述第一压力传感器连接，所述岩心夹持器的第二端与所述第二压力传感器连接；

所述岩心夹持器通过管道分别与加压器和围压器连接，所述岩心夹持器、岩心夹持器与加压器连接的管道、岩心夹持器与围压器连接的管道均与真空泵的管路连接；

所述加压器、所述围压器、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器均与所述数据采集器连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：压差计；

所述压差计的第一端与所述岩心夹持器的第一端连接，所述压差计的第二端与所述岩心夹持器的第二端连接；

所述压差计与所述数据采集器连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：恒温箱；

所述岩心夹持器、第一压力传感器、第二压力传感器、压差计均位于所述恒温箱内。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加压器为计量泵。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一中间容器和第二中间容器；

所述第一中间容器通过管道与所述空心管体的第一端连接，所述第一中间容器与所述岩心夹持器之间设置有第一阀门；

所述第二中间容器通过管道连接在所述空心管体的第二端，所述第二中间容器与所述岩心夹持器之间设置有第二阀门；

所述第一中间容器和第二中间容器均与所述真空泵的管道连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述恒温箱为恒温水箱；

所述加压器、所述围压器通过水管与所述恒温水箱连通。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第三中间容器，所述第三中间容器与所述真空泵连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述第一中间容器的出口管线在所述第一中间容器的下部；

所述第二中间容器的出口管线在所述第二中间容器的下部；

所述第三中间容器的水平位置低于所述真空泵的水平位置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加压器与岩心夹持器之间设置有第三阀门和第四阀门。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述真空泵与所述第二中间容器之间设置有第五阀门；所述真空泵与所述第三中间容器之间设置有第六阀门。