CN216978543U - 长岩心管填制实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种长岩心管填制实验装置，包括多点测压长岩心管、负压吸砂装置、增压泵、储液池和储砂罐，该储液池存放填砂过程中携砂液，该储砂罐中存放充填砂，该增压泵的一端连接于该储液池，另一端与该负压吸砂装置的一端连接；该负压吸砂装置的另一端连接于该多点测压长岩心管的一端，该储液池中的携砂液经该增压泵加压，产生高压来水，高压来水通过该负压吸砂装置时在腔体内产生负压，将该储砂罐中的充填砂吸入该负压吸砂装置，充填砂和携砂液一起流入该多点测压长岩心管内，充填砂对该多点测压长岩心管进行充填。该长岩心管填制实验装置提高了岩心制作精度，降低了劳动强度，缩短了实验时间。

Description

长岩心管填制实验装置

技术领域

本实用新型涉及岩心实验技术领域，特别是涉及到一种长岩心管填制实验装置。

背景技术

在石油开发提高石油采收率研究实验中，岩心驱替实验是一项有效的基础模拟研究手段，可有效模拟水驱油效率，堵调剂调剖效果，化学剂驱油剂提高采收率效果等。随着油田的开发的不断深入，逐渐进入特高含水期，堵调技术逐渐从近井调剖向深部调剖、调驱方向发展。常规的短岩心不能有效的模拟深部堵调效果，逐渐发展到应用长岩心模拟装置进行评价深部堵调效果。因此，长岩心模拟驱替实验是深部堵调方向研究最为常用的实验技术手段，也是室内实验认可度较高最能模拟矿场实验的实验方法。

在长岩心模型制作过程中，采用分段填砂，然后机械连接，形成长岩心实验模型。采用此方法制作的岩心存在精度差，分段装砂，再连接，存在间隙、不密实；岩心制作时间极长，劳动强度大，可操作性不强；岩心实验结束后清理难度大，耗时长等。

在申请号：CN201820959593.8的中国专利申请中，涉及到一种新型长岩心驱替实验装置，包括箱体，所述箱体顶部的两侧均固定连接有固定块，两个所述固定块的顶部均固定连接有加固环，所述加固环的内部螺纹连接有保温壳，所述保温壳的内部固定连接有筒体，所述筒体的内部设置有加热器，所述筒体表面的两侧均螺纹连接有端盖，本实用新型涉及岩心实验技术领域。该新型长岩心驱替实验装置,通过筒体内加热器的设置，将加温控温系统集成到岩心夹持器中，使用电力使加热器加热，从而可连续调节筒体内部的温度，升温快，通过保温壳的设置，有效控制温度散失，保持实验温度条件要求，体积小，节约能耗，避免了现有装置配备大型恒温箱体积庞大、升温慢和热量散失快的问题。

在申请号：CN202010914451.1的中国专利申请中，涉及到一种岩心流动驱替装置及岩心流动实验评价岩心微裂缝的方法，驱替液注入泵通过油容器开关控制阀连接油容器，还通过量子点示踪剂容器开关控制阀连接量子点示踪剂容器；油容器和量子点示踪剂容器均与混合装置连接，混合装置连接有混合液注入泵，并且混合装置通过开关总阀与岩心夹持器入口连通，岩心夹持器出口连接有高精度容量瓶。

在申请号：CN200720159894.4的中国专利申请中，涉及到一种定量化岩心充填装置，包括底座、管座、支架、不锈钢锤、吊绳、岩心管、滑轮、带刻度手轮，所述岩心管和支架安装于底座上，岩心管与支架相固定，支架顶部安装有滑轮，中部安装有带刻度手轮，所述岩心管内安放不锈钢锤，所述吊绳一端固定于不锈钢锤上，另一端绕过滑轮固定于带刻度手轮上。

以上现有技术均与本实用新型有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的长岩心管填制实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种解决了现有分段填砂，再连接造成的实验精度低和制作时间长的问题的长岩心管填制实验装置。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：长岩心管填制实验装置，该长岩心管填制实验装置包括多点测压长岩心管、负压吸砂装置、增压泵、储液池和储砂罐，该储液池存放填砂过程中携砂液，该储砂罐中存放充填砂，该增压泵的一端连接于该储液池，另一端与该负压吸砂装置的一端连接；该负压吸砂装置的另一端连接于该多点测压长岩心管的一端，该储液池中的携砂液经该增压泵加压，产生高压来水，高压来水通过该负压吸砂装置时在腔体内产生负压，将该储砂罐中的充填砂吸入该负压吸砂装置，充填砂和携砂液一起流入该多点测压长岩心管内，充填砂对该多点测压长岩心管进行充填。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

该长岩心管填制实验装置还包括第一压力表，该第一压力表位于该增压泵与该负压吸砂装置间的连接管线上，测试管线来水压力。

该长岩心管填制实验装置还包括岩心出口及阀门，该岩心出口及阀门位于该多测点测压长岩心管的另一端。

该岩心出口及阀门处放置有防砂网，打开该岩心出口及阀门时，携砂液从该岩心出口阀门的防砂网流出。

该长岩心管填制实验装置还包括多个泄液孔，所述多个泄液孔在该多点测压长岩心管上等距离分布，携砂液通过所述多个泄液孔排出。

该多点测压长岩心管上等距离分布多个测压点，所述多个测压点与所述多个泄液孔位置对应，等距离180°位置布置在该多点测压长岩心管上。

所述多个测压点处测压点和所述多个泄液孔与该多点测压长岩心管的岩心中间腔体连接部分装有防砂网。

该多点测压长岩心管的内直径25.4mm～101.6mm、长度10m～100m。

该长岩心管填制实验装置还包括第一阀门，该多点测压长岩心管通过该第一阀门连接该负压吸砂装置。

本实用新型中的长岩心管填制实验装置，主要应用于长岩心制作过程中，提高了实验精度，缩短了制作时间，降低了劳动强度，提高了实验效率。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)连续一次充填长岩心管，提高了岩心制作精度；以30m岩心为例，改进前，30根1m相连，每根岩心两端端部影响5cm，相当60个端部，累计影响3m，影响率10％；改进后，只有一个端部，影响仅为5cm，影响率0.16％。精度影响程度下降幅度98％以上。

(2)连续一次充填长岩心管，降低了劳动强度，缩短了实验时间；改进前，岩心制作安装10天，岩心拆卸清理5天，共计15天；改进后，岩心制作安装0.5-1 天，岩心拆卸清理0.5天，共计1.0-1.5天。岩心制作时间缩短90％以上。

附图说明

图1为本实用新型的长岩心管填制实验装置的一具体实施例的结构图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，图1为本实用新型的长岩心管填制实验装置的结构图。该长岩心管填制实验装置包括多点测压长岩心管⑥、负压吸砂装置⑤、增压泵②、压力表③、储液池①、储砂罐④及阀门管线等。所述储液池①与增压泵②连接；所述增压泵②与负压吸砂装置⑤连接；所述压力表③在增压泵②与负压吸砂装置⑤连接管线上；所述负压吸砂装置⑤出口端通过阀门⑦与多点测压长岩心管⑥连接；所述负压吸砂装置⑤侧面与储砂罐④连接。

所述储液池①连接增压泵②，储液池①存放携砂液或产出液回流到储液池①，提供填砂过程中携砂液的存放；

所述增压泵②一端与储液池①连接，另一端与负压吸砂装置⑤连接；储液池①中携砂液经高压泵加压，产生高压来水；

所述压力表③在增压泵②与负压吸砂装置⑤连接管线上，测试管线来水压力；

所述负压吸砂装置⑤一端与增压泵②连接，另一端通过阀门⑦与多点测压长岩心管⑥连接；携砂液经增压泵②加压后产生高压来水，高压来水通过负压吸砂装置⑤时在腔体内产生负压，将储砂罐中的充填砂吸入负压吸砂装置⑤，充填砂和携砂液一起通过阀门⑦流入多点测压长岩心管⑥内；

所述多点测压长岩心管⑥通过阀门⑦连接负压吸砂装置⑤，来自负压吸砂装置⑤的充填砂和携砂液进入多点测压长岩心管⑥后，经过岩心出口端和测压点纱网过滤，携砂液流出，充填砂逐渐沉积和堆积，完成了长岩心管的充填制作工作。

所述多点测压长岩心管⑥等距离180°位置布置测压点和泄液孔，测压点和泄液孔与岩心中间腔体连接部分装有防砂网，充填砂滞留在长岩心管内，携砂液通过泄液孔排出。

岩心充填过程中，首先打开岩心出口阀门

携砂液从岩心出口阀门

防砂网流出，充填砂在出口处岩心出口阀门

和距离出口处最近的第一个测压点⑩之间堆积充填，待充填压力上升，打开第一个测压点⑩的阀门，继续充填；待充填压力上升，打开第二个测压点⑨的阀门，继续充填.......，依次打开后边测压点进行充填，逐步完成了长岩心管的充填制作工作。

实施例2

以岩心长度30m，每米布置测压点和泄液孔，制作目标1000mDc岩心为例。

实验准备：充填砂粒径80-100目、100-120目，120-160目

使用砂质量比例：80-100目：100-120目：120-160目＝1：2：1

压力控制：根据达西定律计算岩心渗透率公式，推导当压力差达到什么程度时，即得到所需要的岩心渗透率。

达西定律(Darcy's law)描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律，又称线性渗流定律。1856年由法国工程师H.P.G.达西通过实验总结得到。1852-1855年，达西进行了水通过饱和砂的实验研究，发现了渗流量 Q与上下游水头差ΔP(P2-P1)和垂直于水流方向的截面积A成正比，而与渗流长度L成反比，即：Q＝K*A*ΔP/μL。

Q＝K*A*ΔP/μL

ΔP＝(Q*μ*L)/(K*A)

以多点测压长岩心管内径50.8mm，测压点距离100cm，排量Q 100L/mi n，测试水的粘度1.0mPa.s，目标岩心渗透率1000mDc为例，计算充填过程中需要的压差为0.823MPa；

如图1所示，当第二个压力点⑨开始升压，表明充填砂已经达到第二个压力点⑨，此时计算第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差，根据达定律计算，当岩心充填程度达到1000mDc时，需要的第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差值0.823MPa。

当第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差值0.823MPa时，打开第三个压力点⑧的泄液孔，继续充填第三个压力点⑧和第二个压力点⑨。

实施例3

以岩心长度30m，每米布置测压点和泄液孔，制作目标3000mDc岩心为例。

实验准备：充填砂粒径80-100目、100-120目，120-160目

使用砂质量比例：80-100目：100-120目：120-160目＝2：2：1

压力控制：根据达西定律计算岩心渗透率公式，推导当压力差达到什么程度时，即得到所需要的岩心渗透率。

达西定律(Darcy's law)描述饱和土中水的渗流速度与水力坡降之间的线性关系的规律，又称线性渗流定律。1856年由法国工程师H.P.G.达西通过实验总结得到。1852-1855年，达西进行了水通过饱和砂的实验研究，发现了渗流量 Q与上下游水头差ΔP(P2-P1)和垂直于水流方向的截面积A成正比，而与渗流长度L成反比，即：Q＝K*A*ΔP/μL。

Q＝K*A*ΔP/μL

ΔP＝(Q*μ*L)/(K*A)

以多点测压长岩心管内径50.8mm，测压点距离100cm，排量Q100L/min，测试水的粘度1.0mPa.s，目标岩心渗透率3000mDc为例，计算充填过程中需要的压差为0.274MPa；

如图1所示，当第二个压力点⑨开始升压，表明充填砂已经达到第二个压力点⑨，此时计算第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差，根据达西定律计算，当岩心充填程度达到3000mDc时，需要的第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差值0.0.274MPa。

当第二个压力点⑨和第一个压力点⑩的压差值0.274MPa时，打开第三个压力点⑧的泄液孔，继续充填第三个压力点⑧和第二个压力点⑨间的岩心。依次完成长岩心充填工作间的岩心。依次完成长岩心充填工作。

在一实施例中，多点测压长岩心管的内直径25.4mm～101.6mm、长度 10m～100m，负压吸砂装置的文丘里管孔板直径8.0mm～25mm，增压泵的增压 3～6MPa，储液池为2～5m³，储砂罐为1～2m³。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.长岩心管填制实验装置，其特征在于，该长岩心管填制实验装置包括多点测压长岩心管、负压吸砂装置、增压泵、储液池和储砂罐，该储液池存放填砂过程中携砂液，该储砂罐中存放充填砂，该增压泵的一端连接于该储液池，另一端与该负压吸砂装置的一端连接；该负压吸砂装置的另一端连接于该多点测压长岩心管的一端，该储液池中的携砂液经该增压泵加压，产生高压来水，高压来水通过该负压吸砂装置时在腔体内产生负压，将该储砂罐中的充填砂吸入该负压吸砂装置，充填砂和携砂液一起流入该多点测压长岩心管内，充填砂对该多点测压长岩心管进行充填。

2.根据权利要求1所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该长岩心管填制实验装置还包括第一压力表，该第一压力表位于该增压泵与该负压吸砂装置间的连接管线上，测试管线来水压力。

3.根据权利要求1所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该长岩心管填制实验装置还包括岩心出口及阀门，该岩心出口及阀门位于该多点测压长岩心管的另一端。

4.根据权利要求3所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该岩心出口及阀门处放置有防砂网，打开该岩心出口及阀门时，携砂液从该岩心出口阀门的防砂网流出。

5.根据权利要求1所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该长岩心管填制实验装置还包括多个泄液孔，所述多个泄液孔在该多点测压长岩心管上等距离分布，携砂液通过所述多个泄液孔排出。

6.根据权利要求5所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该多点测压长岩心管上等距离分布多个测压点，所述多个测压点与所述多个泄液孔位置对应，等距离180°位置布置在该多点测压长岩心管上。

7.根据权利要求6所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，所述多个测压点处测压点和所述多个泄液孔与该多点测压长岩心管的岩心中间腔体连接部分装有防砂网。

8.根据权利要求1所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该多点测压长岩心管的内直径25.4mm～101.6mm、长度10m～100m。

9.根据权利要求1所述的长岩心管填制实验装置，其特征在于，该长岩心管填制实验装置还包括第一阀门，该多点测压长岩心管通过该第一阀门连接该负压吸砂装置。

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