專利名稱：高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀，屬煤層氣勘探領(lǐng)域 中鉆井液保護(hù)與傷害評價(jià)測試儀器技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景煤層氣的勘探與開發(fā)技術(shù)是在常規(guī)油氣的勘探與開發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 常規(guī)油氣的勘探開發(fā)技術(shù)大部分也能成功運(yùn)用于煤層氣勘探開發(fā)中，給煤層氣的勘探與開 發(fā)工作帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是，煤氣儲(chǔ)層與常規(guī)儲(chǔ)油氣層有著很大的不同之處，煤層 潛在的損害因素表現(xiàn)為(1)、煤層孔隙和裂隙發(fā)育，鉆井液中的固相和液相進(jìn)入煤層隙深 處。(2)、煤是大分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，易對鉆井液和高分子聚合物吸附，從而影響煤層的滲透 性。(3)、煤層水易與鉆井液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而堵塞煤層裂隙。(4)、儲(chǔ)層壓力低，易發(fā)生井 漏，對煤層造成損害。(5)、煤層具有應(yīng)力敏感性，鉆井過程中液柱壓力控制失當(dāng)，容易造成 滲透流降低。(6)、煤的機(jī)械強(qiáng)度低，鉆井施工過程中產(chǎn)生的煤粉易堵塞煤層孔隙和裂隙。另外，鉆井液對儲(chǔ)層的傷害主要有一是煤體對鉆井液的吸附或吸收，二是鉆井液 中固相顆粒對煤中裂隙通道的充填堵塞，三是鉆井液柱壓力與煤儲(chǔ)層壓力之差造成煤層端 面割理閉合，致使煤層透氣性變差，影響產(chǎn)氣量。同時(shí)鉆井壓力對地層也存在諸多損害，如 在過平衡鉆進(jìn)時(shí)，井內(nèi)循環(huán)液壓力大于煤層壓力，使作用在井筒附近的純應(yīng)力降低，引起煤 層滲透率增高。這加大了鉆井液對煤層的侵入速度和侵人半徑，從而使?jié)B透率降低；在欠平 衡鉆進(jìn)時(shí)，井內(nèi)循環(huán)液壓力小于煤層壓力，使作用附近的純應(yīng)力增高，引起煤層塑性變形， 造成滲透率大幅度降低。這種作用于煤層的高應(yīng)力，足以引起煤層滲透性滯后現(xiàn)象，造成滲 透率的永久性降低。鉆柱壓力變化和下鉆時(shí)引起的壓力激動(dòng)，也會(huì)通過鉆井液或直接對煤 層造成傷害。微過平衡鉆井的持續(xù)正壓差和欠平衡鉆井中的脈沖正壓差均會(huì)成為鉆井液中 固相和濾液進(jìn)入地層的動(dòng)力。因此，通過模擬鉆井過程的儲(chǔ)層巖心的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，對于評價(jià)煤層氣層損害深度和 程度，從而優(yōu)選工作液，特別是為完井射孔作業(yè)的設(shè)計(jì)提供穿透深度等參數(shù)和依據(jù)，是關(guān)系 到能否發(fā)現(xiàn)煤氣層、正確評價(jià)其儲(chǔ)集性能和儲(chǔ)氣井能否獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。目前，國內(nèi)只有用于油氣層保護(hù)研究的單一的模擬鉆井的入井流體損害裝置和測 量巖心受入井流體損害深度和程度的動(dòng)態(tài)損害評價(jià)系統(tǒng)等，在煤層氣勘探保護(hù)領(lǐng)域還沒有 專門的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。但煤儲(chǔ)層保護(hù)工作貫穿煤儲(chǔ)層勘探開發(fā)的各個(gè)生產(chǎn)過程，是一項(xiàng)涉及多 學(xué)科的綜合配套技術(shù)，上述儀器裝置遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。因此，研制一種在高溫高 壓條件下模擬煤層巖心在上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力狀態(tài)下的鉆井液對煤儲(chǔ)層的侵入深度和程 度，評價(jià)高溫高壓條件下鉆井液對煤儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)污染的程度和深度的室內(nèi)評價(jià)儀器意義非常 重大，以滿足煤儲(chǔ)層保護(hù)工作實(shí)際生產(chǎn)的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種在高溫高壓條件下模擬煤層巖心在上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力狀態(tài)下鉆井液對煤儲(chǔ)層的侵入傷害過程，以及在同一儀器上測量損害前后煤層巖 心滲透率的變化情況，評價(jià)鉆井液對煤儲(chǔ)層污染的程度和深度，能實(shí)現(xiàn)煤儲(chǔ)層污染過程和 滲流測試過程一體化，避免多次裝夾煤樣產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)，保證測試過程的連續(xù)性和測試 結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而可以優(yōu)選出保護(hù)煤儲(chǔ)層效果良好的鉆井液、完井液體系的高溫高壓煤 層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的該高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀由氣體增壓泵、氣體儲(chǔ)氣罐、高壓驅(qū)替 泵、加濕容器、活塞容器、煤層巖心夾持器、鉆井液容器、電磁流量計(jì)、鉆井液循環(huán)泵、高壓計(jì) 量泵、回壓閥、氣體質(zhì)量流量計(jì)、氣水分離器、電子天平、計(jì)算機(jī)采集板、烘箱、鉆井液循環(huán)管 道組成，其特征在于氣體增壓泵置于烘箱左側(cè)；氣體儲(chǔ)氣罐、加濕容器、高壓計(jì)量泵、回壓 閥、氣體質(zhì)量流量計(jì)、氣水分離器、電子天平、電磁流量計(jì)、鉆井液循環(huán)泵置于烘箱下部；高 壓驅(qū)替泵置于烘箱右側(cè)；計(jì)算機(jī)采集板置于烘箱左邊電器控制箱內(nèi)；活塞容器、煤層巖心 夾持器、鉆井液容器置于烘箱的工作間內(nèi)；煤層巖心夾持器的左右端連接有六通閥，左端的 六通閥通過管線與加濕容器和活塞容器連接，右端的六通閥通過管線與回壓閥、氣水分離 器和氣體質(zhì)量流量計(jì)連接。所述的煤層巖心夾持器右部設(shè)計(jì)有鉆井液循環(huán)管道，鉆井液循環(huán)管道的下端進(jìn)口 與電磁流量計(jì)相連，電磁流量計(jì)與鉆井液循環(huán)泵相連，鉆井液循環(huán)泵的進(jìn)口與鉆井液容器 下端相連接，鉆井液循環(huán)管道的上部出口與鉆井液容器下端的夾套相連接；鉆井液容器頂 部通過管線與泥漿污染閥連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于該高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀能在高溫高壓條件下模擬煤層巖心在 上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力狀態(tài)下鉆井液對煤儲(chǔ)層的侵入傷害過程、評價(jià)鉆井液對煤儲(chǔ)層的污染 程度和深度，滲透率變化以及煤儲(chǔ)層鉆井液動(dòng)態(tài)污染前后的滲流變化規(guī)律；并能精確控制 鉆井液上返速率，模擬正壓差、負(fù)壓差、平衡鉆井過程中的泥漿動(dòng)態(tài)污染過程。適用于煤儲(chǔ) 層巖心液相、氣相和氣液兩相滲透率測試，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)換中不泄軸壓和圍壓，避免多次裝夾煤樣 產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)，保證測試過程的連續(xù)性和測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。解決了目前評價(jià)實(shí)驗(yàn)中常 用的巖心夾持器適用范圍窄，不能模擬上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力狀態(tài)下同時(shí)加載以及流體驅(qū)替 實(shí)驗(yàn)、泥漿污染試驗(yàn)、氣液兩相驅(qū)替試驗(yàn)要單獨(dú)進(jìn)行的問題，具有流程清晰，操作方便、實(shí)驗(yàn) 軟件模塊化、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。

附圖為高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、增壓泵調(diào)壓閥，2、氣體增壓泵，3、氣體高壓表，4、高壓調(diào)壓保護(hù)閥，5、高壓 減壓閥，6、回壓加壓閥，7、泥漿污染閥，8、低壓調(diào)壓保護(hù)閥，9、高壓加壓閥，10、低壓減壓閥， 11、低壓加壓閥，12、軸壓傳感器，13、軸壓電磁閥，14、圍壓電磁閥，15、圍壓傳感器，16、鉆井 液循環(huán)管道，17、鉆井液容器，18、污染壓力傳感器，19、計(jì)量泵壓力傳感器，20、高壓計(jì)量泵， 21、回壓閥，22、氣體質(zhì)量流量計(jì)，23、氣水分離器，24、電子天平，25、計(jì)算機(jī)采集板，26、六通 閥，27、低壓傳感器保護(hù)閥，28、低壓壓力傳感器，29、高壓壓力傳感器，30、鉆井液循環(huán)泵， 31、電磁流量計(jì)，32、巖心膠筒，33、煤層巖心夾持器，34、活塞容器，35、加濕容器，36、烘箱，37、高壓驅(qū)替泵，38、氣體儲(chǔ)氣罐。
具體實(shí)施方式
該高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀由氣體增壓泵2、鉆井液循環(huán)管道16、 鉆井液容器17、高壓計(jì)量泵20、回壓閥21、氣體質(zhì)量流量計(jì)22、氣水分離器23、電子天平 24、計(jì)算機(jī)采集板25、鉆井液循環(huán)泵30、電磁流量計(jì)31、煤層巖心夾持器33、活塞容器34、加 濕容器35、烘箱36、高壓驅(qū)替泵37、氣體儲(chǔ)氣罐38等組成。氣體增壓泵2置于烘箱36的左 邊；高壓計(jì)量泵20、回壓閥21、氣體質(zhì)量流量計(jì)22、氣水分離器23、電子天平24、鉆井液循 環(huán)泵30、電磁流量計(jì)31、加濕容器35、氣體儲(chǔ)氣罐38置于烘箱36的下部；高壓驅(qū)替泵37、 計(jì)算機(jī)(圖中未為畫出)置于烘箱36右邊；高壓調(diào)壓保護(hù)閥4、高壓減壓閥5、回壓加壓閥 6、泥漿污染閥7、低壓調(diào)壓保護(hù)閥8、高壓加壓閥9、低壓減壓閥10、低壓加壓閥11置于烘箱 36左邊的面板上；計(jì)算機(jī)采集板25、軸壓傳感器12、圍壓傳感器15、低壓壓力傳感器28、高 壓壓力傳感器29、軸壓電磁閥13、圍壓電磁閥14置于烘箱36左邊的電器控制箱內(nèi)；活塞容 器34、煤層巖心夾持器33、鉆井液容器17置于烘箱36的工作間(圖中為畫出)內(nèi)。所述 的煤層巖心夾持器33由不銹鋼筒體組件和巖心膠筒32組成，煤層巖心夾持器33的左右端 連接有六通閥26，左端的六通閥26通過管線與加濕容器35和活塞容器34連接，右端的六 通閥26通過管線與回壓閥21、氣水分離器23和氣體質(zhì)量流量計(jì)22連接(參見附圖)。所述的煤層巖心夾持器33適用于標(biāo)準(zhǔn)園柱體或正方體的樣品實(shí)驗(yàn)，煤層巖心夾 持器33在軸向和徑向上開有上覆壓力和圍壓壓力加壓口，通過管線、軸壓傳感器12、軸壓 電磁閥13、圍壓電磁閥14、圍壓傳感器15與高壓計(jì)量泵20連接，適用于煤儲(chǔ)層鉆井液動(dòng)態(tài) 污染前后模擬地層應(yīng)力狀態(tài)下的滲流變化規(guī)律研究。所述的煤層巖心夾持器33右部設(shè)計(jì)有鉆井液循環(huán)管道16，鉆鉆井液循環(huán)管道16 的下端進(jìn)口與電磁流量計(jì)31相連，電磁流量計(jì)31與鉆井液循環(huán)泵30相連，鉆井液循環(huán)泵 30的進(jìn)口與鉆井液容器17下端相連接，鉆井液循環(huán)管道16的上部出口與鉆井液容器17的 下端夾套相連接，所述的鉆井液容器17下部采用雙層夾套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，流出的鉆井液從外層 夾套中流出，返回的鉆井液從內(nèi)層導(dǎo)管中進(jìn)入并通過循環(huán)壓力上返到鉆井液頂部，充分實(shí) 現(xiàn)流出流入鉆井液的混合；鉆井液容器17內(nèi)部裝有浮動(dòng)活塞，鉆井液容器17的頂部通過管 線與泥漿污染閥7連接。浮動(dòng)活塞具有排氣功能，能實(shí)現(xiàn)鉆井液循環(huán)前的排氣，避免鉆井液 中混有的氣體影響煤層巖心的液相滲透率測試精度。當(dāng)煤層巖心夾持器33的右柱塞退出 一定距離打開泥漿污染通道時(shí)，啟動(dòng)鉆井液循環(huán)泵30并通過電磁流量計(jì)31反饋信號(hào)閉環(huán) 控制循環(huán)流量，通過高壓調(diào)壓保護(hù)閥4加壓，泥漿在一定壓力下從泥漿污染通道進(jìn)口流入， 由樣品端面開始污染，從泥漿污染通道出口流出，從而實(shí)現(xiàn)模擬正壓差、負(fù)壓差、平衡鉆井 過程中的鉆井液動(dòng)態(tài)污染過程，實(shí)現(xiàn)煤儲(chǔ)層巖心污染過程和滲流測試過程一體化，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn) 換中不泄軸壓和圍壓，避免多次裝夾煤樣產(chǎn)生應(yīng)力效應(yīng)，保證了測試過程的連續(xù)性和測試 結(jié)果的準(zhǔn)確性。所述的低壓壓力傳感器28、高壓壓力傳感器29、氣體質(zhì)量流量計(jì)22、電磁流量計(jì) 31、鉆井液循環(huán)泵30、軸壓電磁閥13、圍壓電磁閥14、高壓計(jì)量泵20通過電線與計(jì)算機(jī)采集 板25連接；電子天平24、高壓驅(qū)替泵37、計(jì)算機(jī)采集板25通過通訊線與計(jì)算機(jī)連接。所述 的烘箱36由智能溫度控制器控制加熱，由PT100傳感器采集溫度信號(hào)，由風(fēng)機(jī)提供循環(huán)風(fēng)量，保證烘箱36的工作間溫度均勻一致。實(shí)驗(yàn)前，先把煤塊制成cp25x50或50X50X50的標(biāo)準(zhǔn)試樣，按實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行 預(yù)處理。啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，并將氣壓增至0. 7Mpa，關(guān)閉氣體儲(chǔ)氣罐38的出口閥，逐步調(diào)節(jié)增 壓泵調(diào)壓閥1的壓力，啟動(dòng)氣體增壓泵2，將氣體儲(chǔ)氣罐38的壓力增至32Mpa備用。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把樣品裝入煤層巖心夾持器33內(nèi)，擰緊煤層巖心夾持器33的進(jìn)出口堵 頭，連接軸壓和圍壓的加壓管線，準(zhǔn)備好高壓計(jì)量泵20的液壓油；將活塞容器34的活塞用 手動(dòng)或氣壓推到底部，將模擬水或模擬油裝入活塞容器34，連接好活塞容器34與高壓驅(qū)替 泵37之間的管線，準(zhǔn)備好驅(qū)替液。連接煤層巖心夾持器33進(jìn)出口到六通閥26的管線，連 接好六通閥26到回壓閥21、電子天平24、氣體質(zhì)量流量計(jì)22之間的管線。啟動(dòng)烘箱36上 的智能溫度控制儀，設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度開始加熱，待溫度控制在設(shè)定溫度范圍之內(nèi)1小時(shí)后，可 以開始測試實(shí)驗(yàn)。煤儲(chǔ)層滲透率測試。打開計(jì)算機(jī)，進(jìn)入高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀操 作主界面，選擇煤儲(chǔ)層滲透率測試。啟動(dòng)高壓計(jì)量泵20先加載2MPa的軸壓，再加載圍壓， 并預(yù)加到高于流動(dòng)壓力的2MPa，然后設(shè)定圍壓為自動(dòng)加載模式，圍壓在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中會(huì) 自動(dòng)控制在高于流動(dòng)壓力2MPa的狀態(tài)下。根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃選擇氣體滲透率測試或液體滲透率測試，當(dāng)進(jìn)行氣體滲透率測試 時(shí)，打開烘箱36面板上的高壓調(diào)壓保護(hù)閥4，調(diào)節(jié)高壓減壓閥5到5MPa，再依次打開低壓調(diào) 壓保護(hù)閥8和低壓加壓閥11，調(diào)節(jié)低壓減壓閥10到0. IMpa，低壓氣體通過六通閥26進(jìn)入 煤層巖心夾持器33右端，通過測試樣品后從煤層巖心夾持器33左端的右側(cè)流出。打開氣 水分離器23的進(jìn)口閥，關(guān)閉氣水分離器23的出水閥，實(shí)驗(yàn)氣體通過氣體質(zhì)量流量計(jì)22流 出，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄氣體流量、壓差、時(shí)間，根據(jù)計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)進(jìn)行液體滲透率測試時(shí)，打開活塞容器34的進(jìn)口和出口，啟動(dòng)高壓驅(qū)替泵37， 實(shí)驗(yàn)流體通過六通閥26進(jìn)入煤層巖心夾持器33的右端，通過測試樣品后從煤層巖心夾持 器33左端的右側(cè)流出。打開回壓閥21，打開烘箱36面板上的高壓調(diào)壓保護(hù)閥4，調(diào)節(jié)高壓 減壓閥5到2Mpa或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的回壓值，打開回壓加壓閥6加回壓，打開氣水分離器23的出 口閥，讓實(shí)驗(yàn)流體進(jìn)入電子天平24上的量杯，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)流體的質(zhì)量、壓差、時(shí) 間，根據(jù)計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瓿擅簝?chǔ)層在高溫高壓條件和上覆應(yīng)力 及水平應(yīng)力狀態(tài)下的滲透率變化以及煤儲(chǔ)層的滲透率測試，同時(shí)作為評價(jià)煤儲(chǔ)層受鉆井液 動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。煤儲(chǔ)層鉆井液動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)。先取出鉆井液容器17的活塞，裝入配制好的 模擬鉆井液，以0. 2m/s的返速啟動(dòng)鉆井液循環(huán)泵30排氣，待充分循環(huán)后，裝入活塞并擰緊 活塞上的堵頭，蓋上頂蓋，連接好加壓管線，打開排氣閥。當(dāng)溫度升到設(shè)定值后，打開煤層 巖心夾持器33的泥漿通道，打開烘箱36面板上的高壓調(diào)壓保護(hù)閥4，調(diào)節(jié)高壓減壓閥5到 3. 5Mpa或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的泥漿污染壓力，打開泥漿污染閥7給鉆井液循環(huán)系統(tǒng)加壓開始污染試 驗(yàn)，同時(shí)通過煤層巖心夾持器33的左端計(jì)量泥漿污染煤儲(chǔ)層濾液濾失量。在污染實(shí)驗(yàn)過程 中，可以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方案，通過從煤層巖心夾持器33左端加注不同的流體壓力模式，模 擬欠平衡、正壓差、平衡鉆井過程中的泥漿動(dòng)態(tài)污染過程。泥漿污染完成后，再按煤儲(chǔ)層滲 透率測試方法測試污染后的煤儲(chǔ)層滲透率，計(jì)算機(jī)軟件根據(jù)污染前后的滲透率變化，綜合 評價(jià)煤儲(chǔ)層受鉆井液污染的程度和深度。[0024] 氣液相對滲透率測試。首先將飽和模擬水的煤儲(chǔ)層樣品裝入煤層巖心夾持器33， 根據(jù)模擬地應(yīng)力條件下的煤儲(chǔ)層滲透率測試步驟測試模擬水的滲透率。打開烘箱36面板 上的高壓調(diào)壓保護(hù)閥4，調(diào)節(jié)高壓減壓閥5到5MPa，再依次打開低壓調(diào)壓保護(hù)閥8和低壓 加壓閥11，調(diào)節(jié)低壓減壓閥10到0. IMpa，低壓氣體進(jìn)入通過六通閥26，同時(shí)打開活塞容器 34上的氣體加壓閥和出口閥，使實(shí)驗(yàn)液體和氣體在相同的壓力條件下在右端六通閥26內(nèi) 混合，打開左端六通閥26的出口端，兩相流體進(jìn)入煤層巖心夾持器33的煤儲(chǔ)層樣品，流出 的兩相流體經(jīng)過氣水分離器23分離，氣體進(jìn)入氣體質(zhì)量流量計(jì)22計(jì)量，液體進(jìn)入電子天平 24上的量杯，由計(jì)算機(jī)操作軟件自動(dòng)記錄實(shí)驗(yàn)流體的質(zhì)量、壓差、時(shí)間，按氣水相對滲透率 非穩(wěn)態(tài)法計(jì)算方法計(jì)算實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
權(quán)利要求1.一種高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀，它由氣體增壓泵(2)、氣體儲(chǔ)氣罐 (38)、高壓驅(qū)替泵(37)、加濕容器(35)、活塞容器(34)、煤層巖心夾持器(33)、鉆井液容器 (17)、電磁流量計(jì)(31)、鉆井液循環(huán)泵(30)、高壓計(jì)量泵(20)、回壓閥(21)、氣體質(zhì)量流量 計(jì)(22)、氣水分離器(23)、電子天平(24)、計(jì)算機(jī)采集板(25)、烘箱(36)、鉆井液循環(huán)管 道(16)組成，其特征在于氣體增壓泵(2)置于烘箱(36)左側(cè)；氣體儲(chǔ)氣罐(38)、加濕容 器(35)、高壓計(jì)量泵(20)、回壓閥(21)、氣體質(zhì)量流量計(jì)(22)、氣水分離器(23)、電子天平 (24)、電磁流量計(jì)(31)、鉆井液循環(huán)泵(30)置于烘箱(36)下部；高壓驅(qū)替泵(37)置于烘 箱(36)右側(cè)；計(jì)算機(jī)采集板(25)置于烘箱(36)左邊電器控制箱內(nèi)；活塞容器(34)、煤層 巖心夾持器(33)、鉆井液容器(17)置于烘箱(36)的工作間內(nèi)；煤層巖心夾持器(33)的左 右端連接有六通閥(26)，左端的六通閥(26)通過管線與加濕容器(35)和活塞容器(34)連 接，右端的六通閥(26)通過管線與回壓閥(21)、氣水分離器(23)和氣體質(zhì)量流量計(jì)(22) 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述 的煤層巖心夾持器(33)右部設(shè)計(jì)有鉆井液循環(huán)管道(16)，鉆井液循環(huán)管道(16)的下端 進(jìn)口與電磁流量計(jì)(31)相連，電磁流量計(jì)(31)與鉆井液循環(huán)泵(30)相連，鉆井液循環(huán)泵 (30)的進(jìn)口與鉆井液容器(17)下端相連接，鉆井液循環(huán)管道(16)的上部出口與鉆井液容 器(17)下端的夾套相連接；鉆井液容器(17)頂部通過管線與泥漿污染閥(7)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高溫高壓煤層巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)儀，屬鉆井液保護(hù)與傷害評價(jià)測試儀器技術(shù)領(lǐng)域。它由氣體增壓泵、氣體儲(chǔ)氣罐、高壓驅(qū)替泵、煤層巖心夾持器、鉆井液容器、鉆井液循環(huán)泵、高壓計(jì)量泵、氣水分離器及烘箱等組成。它能在高溫高壓條件下模擬煤層巖心在上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力狀態(tài)下鉆井液對煤儲(chǔ)層的侵入傷害過程、評價(jià)鉆井液對煤儲(chǔ)層的污染程度和深度，滲透率變化以及煤儲(chǔ)層鉆井液動(dòng)態(tài)污染前后的滲流變化規(guī)律。解決了目前的巖心夾持器不能模擬上覆應(yīng)力和水平應(yīng)力同時(shí)加載以及流體驅(qū)替實(shí)驗(yàn)、泥漿污染實(shí)驗(yàn)、氣液兩相驅(qū)替實(shí)驗(yàn)要單獨(dú)進(jìn)行的問題。具有操作方便、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，適用于煤儲(chǔ)層巖心液相、氣相和氣液兩相滲透率測試。
文檔編號(hào)G01N15/08GK201780251SQ20102027443
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者余維初, 李貴中, 肖想松, 胡瓊 申請人:長江大學(xué)