一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，包括串并聯(lián)酸蝕注入系統(tǒng)和導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng)，還包括導(dǎo)流室模型系統(tǒng)，和用于加載導(dǎo)流室的閉合壓力加載系統(tǒng)，以及控制導(dǎo)流室出口壓力的回壓控制系統(tǒng)、對(duì)導(dǎo)流室的氣體進(jìn)行排空真空系統(tǒng)、對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行形態(tài)分析掃描儀和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。本發(fā)明從小尺度的模擬縫的角度來進(jìn)行模擬縫的酸蝕以及酸蝕后裂縫導(dǎo)流的評(píng)價(jià)，對(duì)壓裂液、酸液進(jìn)行螺旋盤管剪切模擬和流變性能測(cè)試。通過酸蝕裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)裝置的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)λ嵛g裂縫導(dǎo)流能力各種主要影響因素進(jìn)行模擬，并找出最佳的工藝參數(shù)，同時(shí)可以在該裝置上進(jìn)行各種提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力新工藝新措施進(jìn)行模擬研究。
【專利說明】一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及酸蝕工藝，特別涉及一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]壓裂作業(yè)是油田生產(chǎn)中對(duì)低滲油藏增產(chǎn)改造的主要手段之一。壓裂作業(yè)的增產(chǎn)效果與支撐裂縫的導(dǎo)流能力密切相關(guān)，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力是影響酸壓效果的關(guān)鍵參數(shù)之一，由于酸巖反應(yīng)隨機(jī)性強(qiáng)，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力難以預(yù)測(cè)，影響酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的因素較多，其影響因素主要體現(xiàn)在:巖石嵌入強(qiáng)度、閉合應(yīng)力、酸液用量、酸接觸時(shí)間、酸液濾失以及注酸排量等因素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是:提供一種研制一套酸蝕裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)裝置，能夠與地層實(shí)際情況較接近的模擬地層覆壓條件下巖心的壓裂、酸蝕及酸蝕后的裂縫導(dǎo)流能力的評(píng)價(jià)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，包括串并聯(lián)酸蝕注入系統(tǒng)和導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng)，所述導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng)包括輪流交替供液的測(cè)位活塞容器、兩套分別為兩個(gè)測(cè)位活塞容器加熱和保溫的活塞容器加熱系統(tǒng)、對(duì)測(cè)位活塞容器進(jìn)行補(bǔ)液的補(bǔ)液系統(tǒng)和對(duì)注入流體進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器；還包括導(dǎo)流室模型系統(tǒng)，和用于加載導(dǎo)流室的閉合壓力加載系統(tǒng)，以及控制導(dǎo)流室出口壓力的回壓控制系統(tǒng)、對(duì)導(dǎo)流室的氣體進(jìn)行抽空的真空系統(tǒng)、對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行形態(tài)分析3D掃描儀、和采集導(dǎo)流室進(jìn)出口壓差、液體流量、導(dǎo)流室左右位移、導(dǎo)流室進(jìn)出口溫度、補(bǔ)償泵壓力、平流泵流量自動(dòng)變換、閉合壓力自動(dòng)變換、閉合壓力自動(dòng)補(bǔ)償、導(dǎo)流能力、液體滲透率、繪制各采集參數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
[0005]優(yōu)選的，所述串并聯(lián)酸蝕注入部分包括酸液活塞容器和壓裂液活塞容器，所述酸液活塞容器帶有恒速恒壓泵，壓裂液活塞容器帶有壓裂液攪拌注入裝置。還包括模擬酸液活塞容器和壓裂液活塞容器近井端的壓裂液及酸液剪切的壓裂液或酸液螺旋盤管剪切模塊以及流變檢測(cè)裝置。
[0006]優(yōu)選的，所述壓裂液或酸液螺旋盤管剪切模塊由不銹鋼管線組成，不銹鋼管線上布置有3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)上安裝有差壓傳感器，來檢測(cè)不同梯度的差壓。
[0007]優(yōu)選的，所述導(dǎo)流室模型系統(tǒng)包括API導(dǎo)流室以及為API導(dǎo)流室加熱保溫的半開式加熱保溫裝置，所述API導(dǎo)流室為三室線性流導(dǎo)流室。
[0008]優(yōu)選的，所述閉合壓力加載系統(tǒng)包括閉合壓力加載裝置及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、液壓機(jī)加載支架及0-90°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置，閉合壓力加載裝置置于旋轉(zhuǎn)支架之上，壓力補(bǔ)償系統(tǒng)由伺服跟蹤泵及控制電路板組成，導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置用于提供導(dǎo)流室內(nèi)膠套的環(huán)封壓力。
[0009]優(yōu)選的，還包括測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)包括光電位移傳感器、壓差傳感器、壓力傳感器、天平、氣體流量控制器。
[0010]優(yōu)選的，所述回壓控制系統(tǒng)由頂部加載式回壓控制壓力調(diào)節(jié)器、回壓容器、回壓泵、回壓壓力傳感器等組成；當(dāng)導(dǎo)流室出口壓力達(dá)到回壓閥頂部控制壓力時(shí)，回壓閥自動(dòng)打開泄壓，確保出口壓力恒定；控制壓力采用回壓泵控制，其中回壓閥數(shù)量3套，回壓泵采用I臺(tái)回壓跟蹤泵控制3個(gè)回壓閥，回壓容器公用I套。
[0011]優(yōu)選的，所述掃描儀為3D掃描儀，對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行進(jìn)行三維顯示、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)整合、三維建模、數(shù)據(jù)輸出和表面形貌參數(shù)計(jì)算，計(jì)算形貌參數(shù)包括:表面輪廓參數(shù)測(cè)量及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、偏態(tài)系數(shù)、峰態(tài)系數(shù)、峰點(diǎn)密度、支撐長(zhǎng)度率、形態(tài)正反差異系數(shù)、紋理自相關(guān)系數(shù)、表面結(jié)構(gòu)函數(shù)、表面形態(tài)頻率譜密度函數(shù)。
[0012]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集控制與處理系統(tǒng)包括工控機(jī)及分別于工控機(jī)連接的數(shù)據(jù)采集和控制卡PC1-1711、通訊轉(zhuǎn)接卡MOSA C104/PC1、端子板PC1-8710和打印機(jī)。
[0013]優(yōu)選的，還包括輔助系統(tǒng)，所述輔助系統(tǒng)包括API巖心板加工設(shè)備和平面磨床，所述API巖心板加工設(shè)備采用數(shù)控金剛石繩索自動(dòng)加工裝置用來加工符合API標(biāo)準(zhǔn)的巖心板、各種規(guī)格的圓柱狀巖心、方形巖心以及其它各種不規(guī)則巖心；所述平面磨床用于精磨巖心板的端面，本機(jī)床磨頭配有快速升降機(jī)構(gòu)及微調(diào)裝置，磨削各種平面和復(fù)雜成型面。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明依據(jù)API導(dǎo)流室規(guī)格要求，從小尺度的模擬縫的角度來進(jìn)行模擬縫的酸蝕以及酸蝕后裂縫導(dǎo)流的評(píng)價(jià)，對(duì)壓裂液、酸液進(jìn)行螺旋盤管剪切模擬和流變性能測(cè)試。通過酸蝕裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)裝置的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)λ嵛g裂縫導(dǎo)流能力各種主要影響因素進(jìn)行模擬，并找出最佳的工藝參數(shù)，同時(shí)可以在該裝置上進(jìn)行各種提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力新工藝新措施進(jìn)行模擬研究。
[0015]2.本發(fā)明的裝置配置有滿足長(zhǎng)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，既可進(jìn)行長(zhǎng)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，又可滿足短導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
[0016]3.本發(fā)明的裝置配置有三個(gè)API酸蝕導(dǎo)流室，可串聯(lián)和并聯(lián)，既可進(jìn)行多通道不同參數(shù)酸蝕導(dǎo)流平行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，又可研究不同種類地層的壓裂酸化情況。
[0017]4.本發(fā)明的裝置的三個(gè)酸蝕導(dǎo)流室采用API導(dǎo)流室標(biāo)準(zhǔn)尺寸，比矩形導(dǎo)流室更加接近現(xiàn)場(chǎng)要求，更具有說服力。
[0018]5.本發(fā)明的酸蝕導(dǎo)流室采用哈氏合金材料，能夠滿足不同酸性流體不同溫度下的腐蝕，使實(shí)驗(yàn)研究范圍拓寬。
[0019]6.本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)有采用API巖心板加工設(shè)備，使裝置能夠精確加工滿足API精度要求的巖心板來進(jìn)行酸蝕裂縫導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)。
[0020]7.本發(fā)明的三個(gè)API導(dǎo)流室置于同一個(gè)壓力機(jī)下，壓力機(jī)設(shè)計(jì)有傾斜旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以0-900任意轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖定，可以模擬水平縫、垂直縫和任意角度的傾斜縫，實(shí)現(xiàn)多角度酸蝕導(dǎo)流能力測(cè)試。
[0021]8.本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)有螺旋盤管，盤管上設(shè)計(jì)有壓差傳感器，可以進(jìn)行壓裂液或前置液的剪切模擬，同時(shí)有設(shè)計(jì)有帶溫度控制的直管測(cè)試裝置，能夠進(jìn)行流變測(cè)試和摩阻測(cè)試。
[0022]9.本發(fā)明的裝置配置有3D掃描儀，可以對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行形態(tài)分析。
[0023]10.本發(fā)明的裝置設(shè)計(jì)有取樣裝置及液體組分分析系統(tǒng)，可以取樣進(jìn)行H+離子擴(kuò)散系數(shù)的分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明在閉合壓力下酸蝕巖心板并聯(lián)流程圖；
圖2為本發(fā)明在閉合壓力下酸蝕巖心板串聯(lián)流程圖；
圖3為本發(fā)明閉合壓力控制系統(tǒng)流程示意圖；
圖4為本發(fā)明的測(cè)位活塞容器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明所述的導(dǎo)流室疊加式加載示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明所揭示的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力評(píng)價(jià)裝置主要由以下部分組成:串并聯(lián)酸蝕注入部分，導(dǎo)流能力測(cè)試注入系統(tǒng)、導(dǎo)流室模型系統(tǒng)、閉合壓力加載系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、回壓控制系統(tǒng)、加熱及溫控系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、3D掃描儀、取樣裝置及液體組分分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等部分。
[0026]所述串并聯(lián)酸蝕注入部分主要包括:恒速恒壓泵、壓裂液攪拌注入裝置、壓裂液活塞容器、酸液活塞容器、壓裂液及酸液螺旋盤管剪切及流變檢測(cè)裝置等部分。
[0027]所述恒速恒壓泵的流速范圍:0.001_138mL/min，壓力范圍:0_50MPa，主要用來為試驗(yàn)提供動(dòng)力源，可連續(xù)無脈沖循環(huán)，且能恒速、恒壓工作。該泵計(jì)量準(zhǔn)確、精度高，測(cè)量精度0.0lmL。具有壓力保護(hù)及位置上下限保護(hù)，泵頭材料采用316L，具有抽吸、排液、預(yù)增壓功能，換向閥采用電磁控制氣動(dòng)閥，該泵配置RS232通訊口，可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，也可人工操作。
[0028]所述酸液活塞容器的容積2L，最大工作壓力25MPa，哈氏合金材料，數(shù)量I套。
[0029]所述壓裂液或酸液螺旋盤管剪切及流變檢測(cè)模塊裝置主要包括壓裂液及酸液螺旋盤管剪切模塊、流變檢測(cè)模塊裝置、壓力壓差檢測(cè)系統(tǒng)等部分組成。
[0030]所述壓裂液或酸液螺旋盤管剪切模塊主要由內(nèi)徑Φ 4mm，長(zhǎng)8m的Φ 6X I不銹鋼管線組成，其上布置有3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)主要用來安裝2個(gè)差壓傳感器，來檢測(cè)不同梯度的差壓，壓裂液及酸液螺旋盤管剪切模塊主要用于模擬近井端的壓裂液及酸液剪切，工作溫度:常溫。
[0031]所述壓力壓差檢測(cè)系統(tǒng)主要包括壓力測(cè)量系統(tǒng)和差壓測(cè)量系統(tǒng)兩部分。其中:壓力測(cè)量系統(tǒng):主要用于管狀模型的上流和下流的壓力，主要包括壓力傳感器和數(shù)顯二次儀表，量程均為20MPa，精度為0.25%FS，哈氏合金材料。差壓測(cè)量系統(tǒng):主要用于測(cè)量螺旋盤管及直管入口端和出口端的差壓。主要由差壓傳感器和數(shù)顯儀表等部分組成，絕壓量程20MPa，差壓0-80KPa和0-2.1MPa，精度:0.25%FS，數(shù)量各I套，哈氏合金材料。
[0032]具體的如圖1-2所示，分別為閉合壓力下酸蝕巖心板并聯(lián)流程圖，串聯(lián)流程圖，圖3為閉合壓力控制系統(tǒng)流程示意圖。
[0033]所述導(dǎo)流能力測(cè)試注入系統(tǒng)包括測(cè)位活塞容器、活塞容器加熱系統(tǒng)、補(bǔ)液系統(tǒng)、預(yù)熱器等部分。
[0034]為保證導(dǎo)流儀能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)導(dǎo)功能，就必須能長(zhǎng)時(shí)間不間斷的供液，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了 2套活塞容器輪流交替供液，為能夠?qū)崿F(xiàn)活塞容器自動(dòng)切換供液，活塞容器就必須有極限位置檢測(cè)裝置，同時(shí)設(shè)計(jì)有自動(dòng)切換閥切換，是兩套活塞容器在工作和補(bǔ)液兩種狀態(tài)下切換，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性不間斷的供液。該類型的活塞容器共2套，容積100mL,壓力32MPa?；钊萜髦黧w材料為316L，抗腐蝕、耐高溫，容器內(nèi)采用活塞桿結(jié)構(gòu),活塞部分采用組合形式,密封圈松緊可調(diào)，可根據(jù)需要調(diào)至最佳狀態(tài)，既密封又使摩擦阻力最小，這樣活塞起動(dòng)壓力可達(dá)到最小。桿端伸出容器外，可通過測(cè)量桿端位移(位移傳感器)，來自動(dòng)計(jì)量、檢測(cè)活塞位置及變化量，容器內(nèi)液面還可以根據(jù)恒速泵的累積流量、容器內(nèi)裝介質(zhì)的多少、容積尺寸等參數(shù)由計(jì)算機(jī)在驅(qū)替流程中的容器上用介質(zhì)逐漸減少形象的表示出來，當(dāng)驅(qū)替到所裝介質(zhì)一定的百分比后，可自動(dòng)切斷恒速泵電源。該測(cè)位活塞容器結(jié)構(gòu)示意圖參見附圖4，其中包括固接板1、位移傳感器2、左封頭3、密封圈4、過濾網(wǎng)及壓板5、傳感器固定圈6、傳感器支承圈7、活塞桿8、容器支承圈9、容器筒體10、活塞支承圈11、活塞密封圈12、活塞間隙套管13、活塞可調(diào)塊14、右封頭15和各器壓帽16。
所述活塞容器加熱系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)測(cè)位活塞容器內(nèi)的流體需進(jìn)行加熱控溫和保溫，加熱采用硅橡膠加熱控溫和保溫，溫度控溫范圍:室溫_180°C，控溫精度±0.5°C，數(shù)量2套。
[0035]所述補(bǔ)液系統(tǒng)包括氣源、補(bǔ)液容器等部分組成。主要用于對(duì)測(cè)位活塞容器進(jìn)行補(bǔ)液，補(bǔ)液攪拌容器容積10L，設(shè)計(jì)壓力3MPa，數(shù)量2套，補(bǔ)液容器設(shè)計(jì)有液位檢測(cè)，當(dāng)補(bǔ)液攪拌容器到達(dá)最低液位時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒要求加液。補(bǔ)液攪拌容器上設(shè)計(jì)有安全閥，當(dāng)因誤操作造成壓力升高到保護(hù)壓力時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)開啟溢流。
[0036]在要求加溫的試驗(yàn)中，為了保證試驗(yàn)在所需的溫度下進(jìn)行，需對(duì)注入流體進(jìn)行預(yù)熱，確保注入流體與導(dǎo)流室溫度等保持一致，所述預(yù)熱器加熱功率500W，控溫范圍:室溫?180°C，預(yù)熱器與導(dǎo)流室間的距離足夠近，能夠確保注入液體進(jìn)入導(dǎo)流室時(shí)與測(cè)試溫度相當(dāng)或接近，并且加保溫系統(tǒng)。
[0037]所述導(dǎo)流室模型系統(tǒng)主要包括API導(dǎo)流室以及半開式加熱保溫裝置兩部分。
[0038]API導(dǎo)流室使用的導(dǎo)流室按API標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定改進(jìn)的線性流導(dǎo)流室生產(chǎn)，可安裝厚度30?40 mm的巖模兩塊，測(cè)試面積64.5cm2，最大閉合壓力lOOMPa，工作溫度180°C、上下活塞、金屬板、導(dǎo)流室均采用高強(qiáng)度不銹鋼材料制作，有一定的耐蝕能，具有很大的耐壓能力，確保在試驗(yàn)壓力下不產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)流室兩側(cè)設(shè)計(jì)濾失孔。上下端插入通透插板，方便濾失，不需要濾失時(shí)，可換上不帶通透孔的隔板。
[0039]三導(dǎo)流室的加熱采用電加熱外加保溫套形式加熱，導(dǎo)流室的加熱與保溫系統(tǒng)的溫度控制范圍:室溫_150°C，控溫精度±0.5°C，數(shù)量I套。
[0040]所述閉合壓力加載系統(tǒng)包括閉合壓力加載裝置及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、液壓機(jī)加載支架及0-90°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置。
[0041]所述閉合壓力加載裝置的最大載荷:2000KN、承壓板間最大距離:300mm，加載力采用美國(guó)進(jìn)口的短程液壓缸。
[0042]閉合壓力加載裝置置于旋轉(zhuǎn)支架之上，可以實(shí)現(xiàn)0-90°旋轉(zhuǎn)，數(shù)量I臺(tái)。
[0043]所述閉合壓力加載裝置加載支架及0-90°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要用于三個(gè)導(dǎo)流室的加載，加載方式分為導(dǎo)流室疊加式加載和平行加載兩種方式。如圖5所示，為導(dǎo)流室疊加式加載結(jié)構(gòu)示意圖，包括第一導(dǎo)流室17、0-90°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)18、第二導(dǎo)流室19、轉(zhuǎn)軸20、第三導(dǎo)流室21、立柱支架22、底框支架23、帶定位腳輪24、壓力機(jī)液壓缸25、下支承板26、移動(dòng)壓板27、連接支承板28和連接螺桿29。
[0044]所述壓力補(bǔ)償系統(tǒng)由伺服跟蹤泵及控制電路板組成。壓力變送器不斷測(cè)量實(shí)際閉合壓力值并與設(shè)定的閉合值相比較，當(dāng)閉合壓力值低于誤差標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制電路將自動(dòng)啟動(dòng)伺服跟蹤泵補(bǔ)償，保持閉合壓力的穩(wěn)定，伺服跟蹤泵的另一個(gè)作用是當(dāng)閉合壓力需要上升至上一級(jí)閉合壓力時(shí)，由伺服跟蹤泵自動(dòng)增壓并判斷，控制精度0.2%,數(shù)量I套。
[0045]所述導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置:主要用于提供導(dǎo)流室內(nèi)膠套的環(huán)封壓力，采用本公司專利產(chǎn)品一環(huán)壓跟蹤泵，該泵具有手動(dòng)和自動(dòng)功能，具有跟蹤壓差、壓力等不同功能，性能穩(wěn)定。壓力范圍0-70MPa，精度不低于0.2MPa。環(huán)壓隨著內(nèi)壓的變化而自動(dòng)跟蹤，從而保證環(huán)壓和內(nèi)壓保持固定的差值，它的特點(diǎn)是差壓值、誤差值、傳感器的零點(diǎn)及滿量程的矯正等參數(shù)隨時(shí)可調(diào)，手動(dòng)、電動(dòng)、恒壓、跟蹤功能，具有跟蹤速度快、跟蹤差值精確等，是實(shí)驗(yàn)室理想的輔助儀器。
[0046]所述測(cè)量系統(tǒng)主要包括光電位移傳感器、壓差傳感器、壓力傳感器、天平、氣體流量控制器等部分。
[0047]光電位移傳感器型號(hào)為FT50 RLA-20-F-L4S，檢測(cè)距離:40...60mm(量程20mm)，分辨率:0.007mm，線性度:〈1%，工作電源:18-30V DC，光源:激光，紅色670nm，開關(guān)頻率:40Hz，連接方式:接插件M12 4針/產(chǎn)品自帶2m cable，可選，模擬量輸出:0_10V，響應(yīng)時(shí)間:0.6ms，光斑尺寸:< 0.8mm，防護(hù)等級(jí):IP67，外形尺寸:50X50X 17mm，工作溫度:0…+ 50。。。
[0048]差壓傳感器選用DP1300-A-C-2-S2型差壓變送器，其量程分別80KPa和2.1MPa,精度0.25%F-S0該變送器使用對(duì)象為液體或氣體，輸出:4?20mADC、電源:24VDC，數(shù)量2套，差壓傳感器采用哈氏合金材料，能夠抗酸性流體在工作溫度下的腐蝕。
[0049]壓力傳感器主要包括模型入口端壓力傳感器、導(dǎo)流室環(huán)壓壓力傳感器及壓力穩(wěn)壓系統(tǒng)壓力傳感器組成。入口端壓力傳感器量程20MPa，精度0.1%FS，數(shù)量I套。導(dǎo)流室環(huán)壓壓力傳感器及壓力穩(wěn)壓系統(tǒng)壓力傳感器量程70MPa，精度0.25%FS，材料采用哈氏合金材質(zhì)，數(shù)量3套。
[0050]電子天平選用進(jìn)口 BP3100型精密電子天平，該天平最大量程3100g，精度0.0lg,具有標(biāo)準(zhǔn)接口號(hào)計(jì)算機(jī)相連，可適時(shí)采集排出液體量，計(jì)算液體流量，數(shù)量3臺(tái)。
[0051]氣體流量控制器:主要用于進(jìn)行氣測(cè)導(dǎo)流能力測(cè)試時(shí)控制氣體注入的流量大小，流量范圍0-3000mL/min和100mL/min，精度1%FS，數(shù)量各I套。
[0052]所述回壓控制系統(tǒng)用于控制導(dǎo)流室出口壓力，該系統(tǒng)主要由頂部加載式回壓控制壓力調(diào)節(jié)器、回壓容器、回壓泵、回壓壓力傳感器等組成。當(dāng)導(dǎo)流室出口壓力達(dá)到回壓閥頂部控制壓力時(shí)，回壓閥自動(dòng)打開泄壓，確保出口壓力恒定?？刂茐毫Σ捎没貕罕每刂疲渲谢貕洪y數(shù)量3套，回壓泵采用I臺(tái)回壓跟蹤泵控制3個(gè)回壓閥，回壓容器公用I套。
[0053]所述真空系統(tǒng)用于對(duì)導(dǎo)流室、管線內(nèi)的氣體進(jìn)行排空，確保試驗(yàn)在測(cè)試液?jiǎn)蜗蛄飨逻M(jìn)行，保證測(cè)試壓的穩(wěn)定，數(shù)量I套。該系統(tǒng)由一臺(tái)2XZ-2型旋片式真空泵和一只真空緩沖容器組成。緩沖容器采用透明有機(jī)玻璃制作，抽空飽和水時(shí)，可一直抽至緩沖容器內(nèi)有水出現(xiàn)為止。
[0054]3D掃描儀:主要用于對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行形態(tài)分析。采用工業(yè)級(jí)拍照式三維掃描儀Holon-3DX系列，產(chǎn)品特點(diǎn):產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，高達(dá)3.5萬小時(shí)；硬件穩(wěn)定、系統(tǒng)體型小(360/430X120X120mm)、易拆裝，方便帶至測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)；掃描效率高:幾分鐘內(nèi)即可完成物件掃描；數(shù)據(jù)精度高:多次數(shù)據(jù)智能融合，掃描精度可達(dá)0.0l?0.03mm;數(shù)據(jù)智能融合:多次數(shù)據(jù)融合精度高，無分層與條紋；操作簡(jiǎn)便:易學(xué)易用，2小時(shí)內(nèi)即可學(xué)會(huì)系統(tǒng)操作，1-2個(gè)工作日即可熟練使用。掃描儀捕捉高分辨率的三維圖像的同時(shí)也捕捉絢麗的色彩，實(shí)時(shí)掃描和融合網(wǎng)格化，掃描儀以高達(dá)每秒7.5幀的速度捕獲3D圖像。這些捕獲的3D圖像實(shí)時(shí)融合網(wǎng)格化，這意味著無需復(fù)雜的后處理。捕獲和同時(shí)處理多達(dá)1，000，000點(diǎn)/秒，比激光掃描儀速度快了十幾倍，同時(shí)提高分辨率(高達(dá)0.15mm)和卓越的精度(0.03-
0.05mm)。
[0055]掃描儀的軟件功能包括:a.三維顯示:海量三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的各種圖形、圖像可視化實(shí)時(shí)顯示三角網(wǎng)格；b.數(shù)據(jù)編輯:表面平滑、除噪、刪除、旋轉(zhuǎn)、縮放等；c.數(shù)據(jù)整合:系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)顯示識(shí)別標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)志點(diǎn)全自動(dòng)拼接、GREC全局誤差控制，自動(dòng)去除冗余數(shù)據(jù)；d.三維建模:建立并優(yōu)化整體三角片模型；f.數(shù)據(jù)輸出多種通用格式數(shù)據(jù)輸出，ASC、STL、PLY等；g.表面形貌軟件:計(jì)算形貌二維參數(shù)包括:表面輪廓參數(shù)測(cè)量及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、偏態(tài)系數(shù)、峰態(tài)系數(shù)、峰點(diǎn)密度、支撐長(zhǎng)度率、形態(tài)正反差異系數(shù)、紋理自相關(guān)系數(shù)、表面結(jié)構(gòu)函數(shù)、表面形態(tài)頻率譜密度函數(shù)。
[0056]所述數(shù)據(jù)采集控制與處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集和控制卡PC1-1711、通訊轉(zhuǎn)接卡MOSAC104/PC1、端子板PC1-8710、工控機(jī)、打印機(jī)及控制、采集處理軟件組成，用于自動(dòng)采集導(dǎo)流室進(jìn)出口壓差、液體流量、導(dǎo)流室左右位移、導(dǎo)流室進(jìn)出口溫度和補(bǔ)償泵壓力；自動(dòng)控制平流泵流量自動(dòng)變換、閉合壓力自動(dòng)變換和閉合壓力自動(dòng)補(bǔ)償；用于數(shù)據(jù)處理導(dǎo)流能力、液體滲透率和繪制各采集參數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線。
[0057]所述輔助系統(tǒng)包括API巖心板加工設(shè)備和平面磨床。
[0058]所述API巖心板加工設(shè)備采用數(shù)控金剛石繩索自動(dòng)加工裝置可以用來加工符合API標(biāo)準(zhǔn)的巖心板、各種規(guī)格的圓柱狀巖心、方形巖心以及其它各種不規(guī)則巖心。
[0059]數(shù)控金剛石繩索自動(dòng)加工裝置是由計(jì)算機(jī)程控?cái)?shù)據(jù)控制系統(tǒng)、數(shù)控金剛石繩索上下運(yùn)移系統(tǒng)、工件氣動(dòng)自動(dòng)加緊裝置、工件XY軸自動(dòng)跟蹤運(yùn)移裝置、密閉冷卻裝置、除塵罩體等設(shè)備組成。冷卻介質(zhì)為高壓氣體、水、液氮等。該機(jī)為全密封結(jié)構(gòu)，具有低噪音、無塵化、造型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、操作方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于石油、地質(zhì)、冶金等科研生產(chǎn)單位作巖心制樣。
[0060]計(jì)算機(jī)程控?cái)?shù)據(jù)控制系統(tǒng)可程序設(shè)計(jì)運(yùn)行軌跡，控制工件XY軸自動(dòng)跟蹤運(yùn)移裝置按照預(yù)設(shè)的軌跡運(yùn)行，從而加工出所需的工件形狀，比如直線軌跡、圓軌跡、API導(dǎo)流室?guī)r心板腰條形軌跡等，其中直線軌跡用于切割及塊狀巖心、薄片巖心加工；圓軌跡用于圓柱狀巖心加工；API導(dǎo)流室?guī)r心板腰條形軌跡用于API導(dǎo)流室?guī)r心板。
[0061]工件氣動(dòng)自動(dòng)加緊裝置采用氣動(dòng)夾具，通過電磁閥控制氣動(dòng)夾具自動(dòng)夾緊巖心，方便進(jìn)行操作。數(shù)控金剛石繩索上下運(yùn)移系統(tǒng):主要由數(shù)控步進(jìn)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)、偏心往復(fù)機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)、金剛石繩索等部分組成。
[0062]平面磨床主要用于精磨巖心板的端面，本機(jī)床磨頭配有快速升降機(jī)構(gòu)及微調(diào)裝置，可磨削各種平面和復(fù)雜成型面，適用于巖心板的磨削加工，主軸采用P4級(jí)精密滾動(dòng)軸承、迷宮密封，防水防塵性能好，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度高?？v向采用滾珠鋼導(dǎo)軌，操作輕便靈活，立柱采用大跨距形導(dǎo)軌，鋼性好，穩(wěn)定性高。整機(jī)采用手動(dòng)油泵集中潤(rùn)滑。
【權(quán)利要求】
1.一種多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:包括串并聯(lián)酸蝕注入系統(tǒng)和導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng)，所述導(dǎo)流能力測(cè)試系統(tǒng)包括輪流交替供液的測(cè)位活塞容器、兩套分別為兩個(gè)測(cè)位活塞容器加熱和保溫的活塞容器加熱系統(tǒng)、對(duì)測(cè)位活塞容器進(jìn)行補(bǔ)液的補(bǔ)液系統(tǒng)和對(duì)注入流體進(jìn)行預(yù)熱的預(yù)熱器；還包括導(dǎo)流室模型系統(tǒng)，和用于加載導(dǎo)流室的閉合壓力加載系統(tǒng)，以及控制導(dǎo)流室出口壓力的回壓控制系統(tǒng)、對(duì)導(dǎo)流室的氣體進(jìn)行抽空的真空系統(tǒng)、對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行形態(tài)分析3D掃描儀、和采集導(dǎo)流室進(jìn)出口壓差、液體流量、導(dǎo)流室左右位移、導(dǎo)流室進(jìn)出口溫度、補(bǔ)償泵壓力、平流泵流量自動(dòng)變換、閉合壓力自動(dòng)變換、閉合壓力自動(dòng)補(bǔ)償、導(dǎo)流能力、液體滲透率、繪制各采集參數(shù)與時(shí)間關(guān)系曲線的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述串并聯(lián)酸蝕注入部分包括酸液活塞容器和壓裂液活塞容器，所述酸液活塞容器帶有恒速恒壓泵，壓裂液活塞容器帶有壓裂液攪拌注入裝置；還包括模擬酸液活塞容器和壓裂液活塞容器近井端的壓裂液及酸液剪切的壓裂液或酸液螺旋盤管剪切模塊以及流變檢測(cè)裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述壓裂液或酸液螺旋盤管剪切模塊由不銹鋼管線組成，不銹鋼管線上布置有3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)上安裝有差壓傳感器，來檢測(cè)不同梯度的差壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述導(dǎo)流室模型系統(tǒng)包括API導(dǎo)流室以及為API導(dǎo)流室加熱保溫的半開式加熱保溫裝置，所述API導(dǎo)流室為三室線性流導(dǎo)流室。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述閉合壓力加載系統(tǒng)包括閉合壓力加載裝置及壓力補(bǔ)償系統(tǒng)、液壓機(jī)加載支架及0-90°旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置，閉合壓力加載裝置置于旋轉(zhuǎn)支架之上，壓力補(bǔ)償系統(tǒng)由伺服跟蹤泵及控制電路板組成，導(dǎo)流室環(huán)壓加載裝置用于提供導(dǎo)流室內(nèi)膠套的環(huán)封壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:還包括測(cè)量系統(tǒng)，所述測(cè)量系統(tǒng)包括光電位移傳感器、壓差傳感器、壓力傳感器、天平、氣體流量控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述回壓控制系統(tǒng)由頂部加載式回壓控制壓力調(diào)節(jié)器、回壓容器、回壓泵、回壓壓力傳感器等組成；當(dāng)導(dǎo)流室出口壓力達(dá)到回壓閥頂部控制壓力時(shí)，回壓閥自動(dòng)打開泄壓，確保出口壓力恒定；控制壓力采用回壓泵控制，其中回壓閥數(shù)量3套，回壓泵采用1臺(tái)回壓跟蹤泵控制3個(gè)回壓閥，回壓容器公用1套。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述掃描儀為3D掃描儀，對(duì)腐蝕后的巖心表面進(jìn)行進(jìn)行三維顯示、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)整合、三維建模、數(shù)據(jù)輸出和表面形貌參數(shù)計(jì)算，計(jì)算形貌參數(shù)包括:表面輪廓參數(shù)測(cè)量及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析、偏態(tài)系數(shù)、峰態(tài)系數(shù)、峰點(diǎn)密度、支撐長(zhǎng)度率、形態(tài)正反差異系數(shù)、紋理自相關(guān)系數(shù)、表面結(jié)構(gòu)函數(shù)、表面形態(tài)頻率譜密度函數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集控制與處理系統(tǒng)包括工控機(jī)及分別于工控機(jī)連接的數(shù)據(jù)采集和控制卡PC1-1711、通訊轉(zhuǎn)接卡MOSA C104/PC1、端子板PC1-8710和打印機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多角度酸蝕裂縫導(dǎo)流能力測(cè)試裝置，其特征在于:還包括輔助系統(tǒng)，所述輔助系統(tǒng)包括API巖心板加工設(shè)備和平面磨床，所述API巖心板加工設(shè)備采用數(shù)控金剛石繩索自動(dòng)加工裝置用來加工符合API標(biāo)準(zhǔn)的巖心板、各種規(guī)格的圓柱狀巖心、方形巖心以及其它各種不規(guī)則巖心；所述平面磨床用于精磨巖心板的端面，本機(jī)床磨頭配有快速升降機(jī)構(gòu)及微調(diào)裝置，磨削各種平面和復(fù)雜成型面。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104407103SQ201410685272
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】張建華, 陳兆鳳 申請(qǐng)人:江蘇華安科研儀器有限公司