專利名稱：一種巖芯物性自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測試多孔材料滲透性、孔隙體積或孔隙表面積的裝置，尤其涉及一種巖芯或巖石物性自動檢測裝置。
在現(xiàn)有技術(shù)中，同類裝置有的不能計(jì)量體積流量，有的不能自動檢測流體的電阻，有的對油氣、氣水兩相同時流動不能實(shí)現(xiàn)全自動計(jì)量。如中國專利“巖石物性參數(shù)測試裝置”(CN2188205Y)是在巖芯夾持器的上流設(shè)置能夠儲存脈沖壓力、準(zhǔn)確計(jì)量脈沖壓力幅度的上流脈沖容器，下流設(shè)置能夠觀測樣品下流壓力隨時間變化的下流脈沖容器，在上述兩個脈沖容器上安裝了用以反映上、下流壓力變化的壓力傳感器以及反映脈沖容器容積變化的位移傳感器，傳感器所得信號通過信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸入計(jì)算機(jī)處理。當(dāng)一個脈沖信號作用于巖芯夾持器樣品上流的上流脈沖容器內(nèi)，孔隙流動介質(zhì)在孔隙壓力和脈沖壓力驅(qū)動下穿過樣品進(jìn)入下流脈沖容器時，可測出樣品上流或下流脈沖容器的壓力隨時間的變化特性。根據(jù)達(dá)西定理和流動介質(zhì)的一維擴(kuò)散方程建立的數(shù)學(xué)模型可計(jì)算出樣品的滲透率，根據(jù)玻-馬定律建立的數(shù)學(xué)模型可計(jì)算出樣品的孔隙度。該專利存在以下不足(1)．不能進(jìn)行連續(xù)測量和測定穩(wěn)定流；(2)．不能同時測量流體的溫度、體積、重量和電阻值；(3)．對油氣、氣水兩相同時流動不能自動測量(4)．操作復(fù)雜，自動化程度不高；。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能同時進(jìn)行自動綜合測量、自動顯示和分析，能夠連續(xù)測量，并能測量瞬間值，高精度的巖芯物性自動檢測裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種巖芯物性自動檢測裝置，包括流體提供裝置、巖芯夾持器、加熱恒溫器、上游壓力傳感器、下游壓力傳感器、液體管道閥門、細(xì)長透明容器、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)，其特點(diǎn)是該巖芯物性自動檢測裝置還包括上游溫度傳感器、下游溫度傳感器、電阻測量儀、氣液分離器、氣體管道閥門、氣體流量計(jì)、電子微量稱重儀、液位測量器和智能信號檢測儀，流體提供裝置與巖芯夾持器入口通過管道連接，巖芯夾持器出口與氣液分離器入口通過管道連接，巖芯夾持器置于加熱恒溫器的空腔內(nèi)，氣液分離器的氣體出口經(jīng)氣體管道閥門與氣體流量計(jì)的入口通過管道連接，氣體流量計(jì)上還設(shè)有氣體出口，氣液分離器的液體出口經(jīng)液體管道閥門通過管道與細(xì)長透明容器口連接，細(xì)長透明容器立于電子微量稱重儀上，在巖芯夾持器入口端裝有上游溫度傳感器和上游壓力傳感器、出口端裝有下游溫度傳感器和下游壓力傳感器，巖芯夾持器的入、出口端分別通過電路與電阻測量儀連接，智能信號檢測儀分別通過電路與上游溫度傳感器、上游壓力傳感器、下游溫度傳感器、下游壓力傳感器、電阻測量儀、氣體流量計(jì)、電子微量稱重儀及計(jì)算機(jī)連接，液位測量器置于靠近細(xì)長透明容器的一側(cè)并通過電路與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)連接打印機(jī)。
上述裝置中的液位測量器包括液位傳感器、液位指示器、可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)、上平臺、下平臺、可升降平臺、螺桿、平衡桿、位移記錄儀和位移顯示器。液位傳感器安裝在可升降平臺上正對細(xì)長透明容器的一側(cè)并與電動機(jī)電路連接，液位指示器也安裝在可升降平臺上并與位移記錄儀光電連接，可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)安裝在上平臺上與螺桿傳動連接，上、下平臺分別與平衡桿固定連接，可升降平臺與螺桿螺紋連接，平衡桿穿過可升降平臺上相匹配的孔，螺桿穿過上、下平臺，位移記錄儀通過位移顯示器與計(jì)算機(jī)電路連接。其中液位傳感器可采用光電、電容或紅外式傳感器。
上述裝置中的氣體流量計(jì)為自帶傳感器的采用溫差式橋路的自動氣體微流量計(jì)。
本實(shí)用新型因?yàn)椴捎昧艘陨系募夹g(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了巖芯物性多參數(shù)的綜合自動測量、顯示和分析，能對油氣、氣水兩相同時流動進(jìn)行自動測量；能夠連續(xù)測量和測定穩(wěn)定流，并能測定瞬間值，且測量精度高；自動化程度高，使用方便，操作簡單，部件更換、檢修方便，利于該裝置的改進(jìn)。
附

圖1為本實(shí)用新型的平面布置圖；附圖2為液位測量器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1中1-流體提供裝置；2-巖芯夾持器；3-加熱恒溫器；4-上游溫度傳感器；5-上游壓力傳感器；6-下游溫度傳感器；7-下游壓力傳感器；8-電阻測量儀；9-氣液分離器；10-氣體管道閥門；11-液體管道閥門；12-氣體流量計(jì)；13-細(xì)長透明容器；14-電子微量稱重儀；15-液位測量器；16-智能信號檢測儀；17-計(jì)算機(jī)；18-打印機(jī)。
附圖2中13-細(xì)長透明容器；17-計(jì)算機(jī)；20-可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)；21-上平臺；22-下平臺；23-可升降平臺；24-螺桿；25-平衡桿；26-液位傳感器；27-液位指示器；28-液位記錄儀；29-位移顯示器。
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例本實(shí)用新型是一種巖芯物性自動檢測裝置，其平面布置圖見附圖1，該裝置包括流體提供裝置1、巖芯夾持器2、加熱恒溫器3、上游溫度傳感器4、上游壓力傳感器5、下游溫度傳感器6、下游壓力傳感器7、電阻測量儀8、氣液分離器9、氣體管道閥門10、液體管道閥門11、氣體流量計(jì)12、細(xì)長透明容器13、電子微量稱重儀14、液位測量器15、智能信號檢測儀16、計(jì)算機(jī)17和打印機(jī)18，流體提供裝置1與巖芯夾持器2入口通過管道連接，巖芯夾持器2出口與氣液分離器9入口通過管道連接，巖芯夾持器2置于加熱恒溫器3的空腔內(nèi)，氣液分離器9的氣體出口經(jīng)氣體管道閥門10與氣體流量計(jì)12的入口通過管道連接，氣體流量計(jì)12上還設(shè)有氣體出口，氣液分離器9的液體出口經(jīng)液體管道閥門11通過管道懸空于細(xì)長透明容器13口內(nèi)，細(xì)長透明容器13立于電子微量稱重儀14上，在巖芯夾持器2入口端裝有上游溫度傳感器4和上游壓力傳感器5、出口端裝有下游溫度傳感器6和下游壓力傳感器7，巖芯夾持器2的入、出口端分別通過電路與電阻測量儀8連接，智能信號檢測儀16分別通過電路與上游溫度傳感器4、上游壓力傳感器5、下游溫度傳感器6、下游壓力傳感器7、電阻測量儀8、氣體流量計(jì)12、電子微量稱重儀14及計(jì)算機(jī)17連接，液位測量器15置于靠近細(xì)長透明容器13的一側(cè)并通過電路與計(jì)算機(jī)17連接，計(jì)算機(jī)17連接打印機(jī)18。其中氣體流量計(jì)12為自帶傳感器的采用溫差式橋路的自動氣體微流量計(jì)。
流體提供裝置、巖芯夾持器、加熱恒溫器、上游溫度傳感器、上游壓力傳感器、下游溫度傳感器、下游壓力傳感器、電阻測量儀、氣液分離器、氣體管道閥門、液體管道閥門、氣體流量計(jì)、細(xì)長透明容器、電子微量稱重儀、智能信號檢測儀、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)，都采用市場銷售產(chǎn)品或經(jīng)銷售者改裝的產(chǎn)品。液位測量器是自行設(shè)計(jì)的。
以上是本實(shí)用新型的整體技術(shù)方案，下面將對本實(shí)用新型的液位測量器、應(yīng)用及效果等三個方面作更詳細(xì)的描述(一)．液位測量器本實(shí)用新型的液位測量器15(見附圖2)包括可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)20、上平臺21、下平臺22、可升降平臺23、螺桿24、平衡桿25、液位傳感器26、液位指示器27、位移記錄儀28和位移顯示器29。液位傳感器26安裝在可升降平臺23上正對細(xì)長透明容器13的一側(cè)并與電動機(jī)20電路連接，液位指示器27也安裝在可升降平臺23上并與位移記錄儀28光電連接，可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)20安裝在上平臺21上與螺桿24傳動連接，上平臺21、下平臺22分別與平衡桿25固定連接，可升降平臺23與螺桿24螺紋連接，平衡桿25穿過可升降平臺23上相匹配的孔，螺桿24穿過上平臺21和下平臺22，位移記錄儀28通過位移顯示器29與計(jì)算機(jī)17電路連接。其中液位傳感器26可采用光電、電容或紅外式傳感器。
(二)．本實(shí)用新型的應(yīng)用上述巖芯物性自動檢測裝置可廣泛應(yīng)用于石油、地質(zhì)、建筑、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于巖芯孔隙度、滲透率、相對滲透率、飽和度、電阻值及其變化的測定，或應(yīng)用于油氣水的驅(qū)替機(jī)理、滲流流動規(guī)律的試驗(yàn)研究。利用該檢測裝置可完成下列檢測與研究(1)．測定巖芯的氣測滲透率；(2)．測定巖芯的水測或油測滲透率，以及測定巖芯的孔隙度；(3)．測定水驅(qū)油過程中，巖芯含水、含油飽和度變化，制作水驅(qū)油相對滲透率變化曲線；(4)．測定油驅(qū)水時，相對滲透率變化曲線；(5)．測定氣驅(qū)油過程中相對滲透率變化曲線；(6)．由于實(shí)現(xiàn)了各動態(tài)參數(shù)壓力、流量、溫度、電阻的瞬時檢測與記錄，該裝置可用于研究水驅(qū)油過程、聚合物驅(qū)油機(jī)理、氣驅(qū)油機(jī)理；(7)．由于重量流量與體積流量同時記錄，該裝置可用于研究酸化過程及評價，研究巖芯傷害程度及解除傷害的物理過程。
(三)．本實(shí)用新型的效果目前，現(xiàn)有技術(shù)已能進(jìn)行壓力及重量的自動采集，還不能實(shí)現(xiàn)微小體積流流量、氣體流量的自動采集和記錄。當(dāng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄時，流動必須達(dá)到穩(wěn)定，要找穩(wěn)定流，必須實(shí)現(xiàn)壓力、流量的連續(xù)自動記錄。當(dāng)研究水驅(qū)油、聚合物驅(qū)油機(jī)理，以及研究氣驅(qū)油效率時，需要知道流體流量、壓力的瞬時變化，要記錄瞬時變化，只有實(shí)現(xiàn)微流量及微小壓力波動的自動記錄。
本實(shí)用新型因?yàn)椴捎昧饲懊嫠龅募夹g(shù)方案，使之能同時檢測流動流體(主要是油、氣、水)的壓力、溫度、氣體流量、液體重量流量、液體體積流量及流體的電阻值。當(dāng)有液氣兩種流體流動時，可分別測量出氣體流量和液體流量，當(dāng)有油水兩種流體同時流動時可以分別自動測出油流量和水流量。由于該裝置自動計(jì)量記錄的參數(shù)多，配以完善的實(shí)驗(yàn)參數(shù)處理軟件，使該裝置的實(shí)驗(yàn)功能多而強(qiáng)。
微流量自動計(jì)量、記錄部分，采用電容式傳感器跟蹤液面，并自動記錄液位，通過軟硬件結(jié)合能實(shí)現(xiàn)兩種流體同時流動時，分別自動計(jì)量每種流體的流速。氣體流量自動檢測采用溫差式橋路(氣流通過時使溫度改變)，可自動計(jì)量瞬時流量和累積流量。氣體、液體微流量測量的實(shí)現(xiàn)，大大提高了整套裝置的測量精度。
該裝置檢測數(shù)據(jù)的可靠性和精度，通過實(shí)驗(yàn)證明(1)．檢測數(shù)據(jù)的精度與所用二次儀表一致，例如壓力傳感器精度為99.8％，則所采集的數(shù)據(jù)亦可具99.8％的精度；(2)．利用該裝置對樣品進(jìn)行檢測，其測量誤差為1％-2％；(3)．實(shí)驗(yàn)人員能隨時判別檢測儀表是否有故障，例如進(jìn)出口壓力表可與進(jìn)出口的壓力傳感器對照比較，體積流量可與重量流量對照比較等，這種可對比的條件使實(shí)驗(yàn)人員易于發(fā)現(xiàn)儀表出錯或失靈。
總之，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了測量的全自動，使用方便，操作簡單，能迅速得到測量記錄和處理結(jié)果，部件更換、檢修方便，利于該裝置的改進(jìn)。有關(guān)巖芯的流動實(shí)驗(yàn)幾乎都能做，并實(shí)現(xiàn)了全部流動參數(shù)的自動檢測、顯示、存儲與處理。
權(quán)利要求1．一種巖芯物性自動檢測裝置，包括流體提供裝置(1)、巖芯夾持器(2)、加熱恒溫器(3)、上游壓力傳感器(5)、下游壓力傳感器(7)、液體管道閥門(11)、細(xì)長透明容器(13)、計(jì)算機(jī)(17)和打印機(jī)(18)，其特征在于該巖芯物性自動檢測裝置還包括上游溫度傳感器(4)、下游溫度傳感器(6)、電阻測量儀(8)、氣液分離器(9)、氣體管道閥門(10)、氣體流量計(jì)(12)、電子微量稱重儀(14)、液位測量器(15)和智能信號檢測儀(16)，流體提供裝置(1)與巖芯夾持器(2)入口通過管道連接，巖芯夾持器(2)出口與氣液分離器(9)入口通過管道連接，巖芯夾持器(2)置于加熱恒溫器(3)的空腔內(nèi)，氣液分離器(9)的氣體出口經(jīng)氣體管道閥門(10)與氣體流量計(jì)(12)的入口通過管道連接，氣體流量計(jì)(12)上還設(shè)有氣體出口，氣液分離器(9)的液體出口經(jīng)液體管道閥門(11)通過管道與細(xì)長透明容器(13)口連接，細(xì)長透明容器(13)立于電子微量稱重儀(14)上，在巖芯夾持器(2)入口端裝有上游溫度傳感器(4)和上游壓力傳感器(5)、出口端裝有下游溫度傳感器(6)和下游壓力傳感器(7)，巖芯夾持器(2)的入、出口端分別通過電路與電阻測量儀(8)連接，智能信號檢測儀(16)分別通過電路與上游溫度傳感器(4)、上游壓力傳感器(5)、下游溫度傳感器(6)、下游壓力傳感器(7)、電阻測量儀(8)、氣體流量計(jì)(12)、電子微量稱重儀(14)及計(jì)算機(jī)(17)連接，液位測量器(15)置于靠近細(xì)長透明容器(13)的一側(cè)并通過電路與計(jì)算機(jī)(17)連接，計(jì)算機(jī)(17)連接打印機(jī)(18)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖芯物性自動檢測裝置，其特征在于該裝置中的液位測量器(15)包括可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)(20)、上平臺(21)、下平臺(22)、可升降平臺(23)、螺桿(24)、平衡桿(25)、液位傳感器(26)、液位指示器(27)、位移記錄儀(28)和位移顯示器(29)，液位傳感器(26)安裝在可升降平臺(23)上正對細(xì)長透明容器(13)的一側(cè)并與電動機(jī)(20)電路連接，液位指示器(27)也安裝在可升降平臺(23)上并與位移記錄儀(28)光電連接，可正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)(20)安裝在上平臺(21)上與螺桿(24)傳動連接，上平臺(21)、下平臺(22)分別與平衡桿(25)固定連接，可升降平臺(23)與螺桿(24)螺紋連接，平衡桿(25)穿過可升降平臺(23)上相匹配的孔，螺桿(24)穿過上平臺(21)和下平臺(22)，位移記錄儀(28)通過位移顯示器(29)與計(jì)算機(jī)(17)電路連接。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的巖芯物性自動檢測裝置，其特征在于該裝置中的液位傳感器(26)可采用光電、電容或紅外式傳感器。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的巖芯物性自動檢測裝置，其特征在于該裝置中的氣體流量計(jì)(12)為自帶傳感器的采用溫差式橋路的自動氣體微流量計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種巖芯物性自動檢測裝置,包括流體提供裝置1、巖芯夾持器2、加熱恒溫器3、上游溫度傳感器4、上游壓力傳感器5、下游溫度傳感器6、下游壓力傳感器7、電阻測量儀8、氣液分離器9、氣體管道閥門10、液體管道閥門11、氣體流量計(jì)12、細(xì)長透明容器13、電子微量稱重儀14、液位測量器15、智能信號檢測儀16、計(jì)算機(jī)17和打印機(jī)18。該裝置可廣泛應(yīng)用于石油、地質(zhì)、建筑、化工和醫(yī)藥等領(lǐng)域。
文檔編號G01N35/00GK2342371SQ9723119
公開日1999年10月6日 申請日期1997年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月31日
發(fā)明者趙碧華 申請人:石油大學(xué)(北京), 長慶石油勘探局鉆采工藝研究院