CN209911164U - 流速可控式导流测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及导流检测技术领域，具体涉及流速可控式导流测试仪，包括控制器、质量检测设备和液体接收设备，液体接收设备设于质量检测设备上，质量检测设备用于检测流入液体接收设备内的液体质量，液体接收设备底部设有排水口，排水口处设有用于启闭排水口的电磁阀，控制器用于计算出流入液体接收设备内液体的流量，还用于定时启闭电磁阀排水，本实用新型能够实时检测液体流量数据并定量自动倾倒液体，主要用于自动化液体流量的检测。

Description

流速可控式导流测试仪

技术领域

本实用新型涉及导流检测技术领域，具体涉及流速可控式导流测试仪。

背景技术

导流测试仪是测量支撑剂导流能力的仪器，是按照API(American PetroleumInstitute,美国石油学会)标准研制的。它可在标准实验条件下模拟井下压力和温度、评价裂缝支撑剂的导流能力，从而对各种支撑剂进行性能对比。

支撑剂是钻井时，利用水力压裂地层并压开裂缝后，用来支撑裂缝阻止裂缝重新闭合的一种固体颗粒。它的作用是在裂缝中铺置排列后形成支撑裂缝，从而在储集层中形成远远高于储集层渗透率的支撑裂缝带，使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。

目前的导流测试仪主要是由导流室主体和支撑剂填充层构成，将支撑剂按设定铺砂浓度充填到导流室的支撑剂填充层中，通过平流泵(可使试验液体流经导流室的支撑剂填充层并保持恒定流速，且液体流速可调)将实验液体注入支撑剂填充层中，此时实验液体通过支撑剂填充层的流量可保持恒定的流速，称为实验液体的标准流量，并根据流过支撑剂填充层的液体流量以及两端的压力差以及支撑剂填充层的裂缝大小，通过达西公式计算各试验条件下支撑剂的导流能力(导流能力受裂缝的宽度和支撑剂的渗透率两方面因素所影响)从而对各种支撑剂进行性能对比，而实验数据中流过支撑剂填充层的流量是达西公式计算支撑剂导流能力中的一个关键影响因素，因此对于流量的检测十分重要。

目前检测流过支撑剂填充层流量的方法基本都是通过天平进行检测，利用天平计量导流室在一定时间内流出液体的质量，即裂缝导流仪中流过支撑剂填充层的流量。

但是，由于利用天平进行检测流量时，需要人工实时的进行实验流量数据的记录，并且在液体盛满天平上的液体接收装置时，需人工倾倒后继续进行流量数据的采集，极为不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供流速可控式导流测试仪，能够定时自动倾倒液体。

为了实现上述目的，本专利提供如下基础技术方案：

流速可控式导流测试仪，包括控制器和液体接收设备，所述液体接收设备包括用于接收流过支撑剂填充层的液体的储液器，储液器底部设有排水口，排水口处设有用于启闭排水口的电磁阀；

所述控制器用于控制电磁阀定时启闭。

本实用新型中，液体接收设备可将流入其内的液体定时的排出，避免流入液体接收设备的液体溢出，并且可起到循环使用该液体接收设备继续接收液体的作用，同时也避免了工作人员需对液体接收设备中的液体定时倾倒的麻烦，达到了定时自动倾倒液体的目的。

进一步，所述控制器集成有定时器芯片，所述控制器通过定时器芯片控制电磁阀定时启闭。

控制器通过定时器芯片定时，进而达到控制电磁阀启闭的目的。

进一步，所述定时器芯片包括第一定时器芯片和第二定时器芯片；

所述控制器通过第一定时器芯片定时控制电磁阀开启；

所述控制器通过第二定时器芯片定时控制电磁阀关闭。

以此方式，电磁阀的启闭分别由第一定时器芯片和第二定时器芯片控制，当第二定时器芯片出现故障时，不会影响第一定时器芯片的正常运行，只需调整第二定时器芯片即可。

进一步，还包括质量检测设备，所述液体接收设备设于质量检测设备上，所述质量检测设备用于检测流入液体接收设备内的液体质量，并将该质量信息发送给控制器，所述第一定时器芯片设有启动时间阈值，第二定时器芯片设有关闭时间阈值；

所述控制器在接收到质量信息后向第一定时器芯片发送第一计时信号；

第一定时器芯片在接收到第一计时信号后计时，并在计时超过启动时间阈值时，向控制器发送开启信号；

控制器在接收到开启信号后，向第二定时器芯片发送第二计时信号，同时控制电磁阀开启；

第二定时器芯片在接收到第二计时信号后计时，并在计时超过关闭时间阈值时，向控制器发送关闭信号；

控制器在接收到关闭信号后，控制电磁阀关闭。

以此方式，即可通过第一定时器芯片定时，进而通过控制器达到定时控制电磁阀启动的目的，并且通过第二定时器芯片定时，进而通过控制器达到控制电磁阀关闭的目的。

进一步，所述启动时间阈值为液体接收设备所能接收该实验的液体的总质量除以液体的标准流量。

液体的标准流量为该实验液体正常情况下通过支撑剂填充层的流量数据，因此以此方式设置的启动时间阈值，可避免液体溢出液体接收设备。

进一步，所述控制器还用于在接收到该质量信息后根据接收到的质量信息和接收质量信息的时长，计算出液体的流量。

以此方式，可通过控制器，自动实现对液体流量信息的计算和采集。其中接收质量信息的时长为：控制器接收到质量信息开始，直到液体接收设备开始排放液体的这段时长。

进一步，所述控制器与电脑信号连接，电脑用于接收并显示通过控制器计算出的液体的流量。

电脑可显示通过控制器计算出的液体的流量信息，供工作人员更加直观的看到。

进一步，还包括蜂鸣器，控制器还存储有标准流量信息；

控制器还用于判断流量信息是否超过标准流量信息，并在流量信息超标时，向蜂鸣器发送报警信号；

蜂鸣器用于在接收到报警信号时发出警报声。

当流量信息超标时，说明检测数据异常，此时蜂鸣器就可发出警报声，提醒工作人员了解到此种异常情况，并及时处理。

进一步，所述控制器为单片机。

单片机具备实现自动控制的功能，并且性价比高。

进一步，所述质量检测设备为电子天平。

电子天平作为质量检测设备可把检测到的质量信息传输给控制器，便于控制器处理和存储。

附图说明

图1为本实用新型流速可控式导流测试仪实施例的结构示意图；

图2为本实用新型流速可控式导流测试仪实施例的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：压紧板1、上活塞2、上部方形密封圈3、上金属板4、支撑剂填充层5、下金属板6、下部方形密封圈7、下活塞8、导流室9、出液口10、进液口11、储液器12、电磁阀13、质量检测设备14。

实施例基本如附图1所示：流速可控式导流测试仪，包括导流室9、控制器、蜂鸣器、质量检测设备14和液体接收设备，液体接收设备放于质量检测设备14上，导流室9内从上至下依次包括压紧板1、上活塞2、上部方形密封圈3、上金属板4、支撑剂填充层5、下金属板6、下部方形密封圈7和下活塞8，上活塞2和下活塞8均设有突出部且朝向支撑剂填充层5，且该突出部小于上活塞2或下活塞8的外围，上活塞2通过螺栓与压紧板1固定连接，上部方形密封圈3和下部方形密封圈7分别套设在上活塞2和下活塞8的突出部。

导流室9的左右侧壁上分别设有与支撑剂填充层5的进口连通的进液口11和与支撑剂填充层5的出口连通的出液口10，本专利中的控制器选用STM32F101单片机，质量检测设备14选用BP3100型精密电子天平。

液体接收设备包括用于接收流过支撑剂填充层5的液体的储液器12，储液器12底部设有排水口，排水口处设有用于启闭排水口的电磁阀13。

如图2所示：质量检测设备14用于检测流入液体接收设备内的液体质量，并将该质量信息发送给控制器，控制器集成有第一定时器芯片和第二定时器芯片，第一定时器芯片设有启动时间阈值，启动时间阈值为液体接收设备所能接收该实验的液体的总质量除以液体的标准流量，液体的标准流量已在背景技术中解释，这里不再赘述。第二定时器芯片设有关闭时间阈值，根据排水口排水的速度可设为一分钟(可根据实际的排水速度自行设定)，第一定时芯片和第二定时芯片均采用NE555型定时器。

控制器在接收到质量信息后向第一定时器芯片发送第一计时信号。

第一定时器芯片在接收到第一计时信号后计时，并在计时超过启动时间阈值时，向控制器发送开启信号。

控制器在接收到开启信号后，向第二定时器芯片发送第二计时信号，同时控制电磁阀13开启。

第二定时器芯片在接收到第二计时信号后计时，并在计时超过关闭时间阈值时，向控制器发送关闭信号。

控制器在接收到关闭信号后，控制电磁阀13关闭。

控制器还用于在接收到质量信息后，根据接收到的质量信息和接收质量信息的时长，计算出液体的流量，液体的流量＝质量信息/接收质量信息的时长，其中接收质量信息的时长为：控制器接收到质量信息开始，直到液体接收设备开始排放液体的这段时长，此处的计算并不涉及程序，只是利用控制器作相应的除法计算即可，控制器作相应的除法计算为现有技术，这里不再赘述。

控制器还存储有标准流量信息，控制器还用于判断流量信息是否超过标准流量信息，并在流量信息超标时，向蜂鸣器发送报警信号，蜂鸣器用于在接收到报警信号时发出警报声。

具体实施过程如下：

首先把液体接收设备放于质量检测设备14上，并把质量检测设备14调零，使质量检测设备14检测到的质量信息仅为液体接收设备内接收的液体的质量信息。

实验的液体从导流室9的进液口11进入导流室9内，通过支撑剂填充层5后从出液口10排出，金属板以及密封圈均是为了避免实验的液体外流。由于储液器12与导流室9的出液口10通过管道相连通，因此当实验的液体经过出液口10排出后，就会收集到液体接收设备中，当质量检测设备14检测到液体接收设备中有重量时，就将质量信息，发送给控制器，此时控制器集成的第一定时器芯片开始计时，在计时超过启动时间阈值时，控制器控制电磁阀13开启，与此同时第二定时器芯片开始计时，在计时超过关闭时间阈值时，控制器控制电磁阀13关闭，以此方式，就可达到自动定时控制液体接收设备中的液体自动排放的目的，并且避免了流入液体接收设备的液体溢出，同时还可起到循环使用该液体接收设备继续接收液体的作用。

并且控制器还可根据接收到的质量信息和接收质量信息的时长，计算出液体的流量，起到实时检测液体接收设备中的液体流量的效果。

而且控制器还可根据计算出的流量信息，判断流量信息是否超标，若超标，则蜂鸣器发出警报声，提醒工作人员了解到此种异常情况，并及时处理。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施例等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.流速可控式导流测试仪，包括控制器和液体接收设备，其特征在于：

所述液体接收设备包括用于接收流过支撑剂填充层的液体的储液器，储液器底部设有排水口，排水口处设有用于启闭排水口的电磁阀；

所述控制器用于控制电磁阀定时启闭。

2.根据权利要求1所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述控制器集成有定时器芯片，所述控制器通过定时器芯片控制电磁阀定时启闭。

3.根据权利要求2所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述定时器芯片包括第一定时器芯片和第二定时器芯片；

所述控制器通过第一定时器芯片定时控制电磁阀开启；

所述控制器通过第二定时器芯片定时控制电磁阀关闭。

4.根据权利要求3所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：还包括质量检测设备，所述液体接收设备设于质量检测设备上，所述质量检测设备用于检测流入液体接收设备内的液体质量，并将该质量信息发送给控制器，所述第一定时器芯片设有启动时间阈值，第二定时器芯片设有关闭时间阈值。

5.根据权利要求4所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述启动时间阈值为液体接收设备所能接收该实验的液体的总质量除以液体的标准流量。

6.根据权利要求1所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述控制器还用于在接收到该质量信息后根据接收到的质量信息和接收质量信息的时长，计算出液体的流量。

7.根据权利要求6所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述控制器与电脑信号连接，电脑用于接收并显示通过控制器计算出的液体的流量。

8.根据权利要求1所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：还包括蜂鸣器，控制器还存储有标准流量信息；

控制器还用于判断流量信息是否超过标准流量信息，并在流量信息超标时，向蜂鸣器发送报警信号；

蜂鸣器用于在接收到报警信号时发出警报声。

9.根据权利要求1所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述控制器为单片机。

10.根据权利要求4所述的流速可控式导流测试仪，其特征在于：所述质量检测设备为电子天平。