專利名稱：一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于模擬高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)的裝置。
滲流是指多孔介質(zhì)內(nèi)的流體運(yùn)動。而多孔介質(zhì)泛指密集成群的微細(xì)孔隙或微裂縫系統(tǒng)，如砂巖、土壤、陶瓷、含裂縫孔隙系統(tǒng)的石灰?guī)r和白云巖等都是典型的多孔介質(zhì)。為了模擬和觀測多孔介質(zhì)中的滲流動態(tài)，特別是地層中石油和地下水的滲流動態(tài)，1952年Chatenever[AIME,V.192(1952)]研制出單層玻璃珠模型，并對不互溶的二相滲流進(jìn)行觀測；1961年Mattax等[Oil and Gas J.,No.42(1961)]研制出微毛管網(wǎng)絡(luò)模型，并觀測了油水滲流狀態(tài)；1968年Davis等[J.P.T.Vol.20No.7-12.1968.]用攝影技術(shù)把孔隙結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到玻璃上，從而更真實(shí)地模擬多孔介質(zhì)；1971年Donaldson[SPE of AIME,46th.Fall MeetingVol.2(1971)]公布了一種石英砂夾層模型，用來研究水濕系統(tǒng)中油的分布；1977年Bonnet等[MAI-JUIN 1977 Vol.XXXXII.N3.77024]使用一種樹脂及攝影蝕刻的模型研究了多孔介質(zhì)中的二相滲流。所有這些模型都是透明的，可借助顯微鏡等觀測儀器，觀看模型內(nèi)部滲流的具體細(xì)節(jié)。但是這些模型僅限于在常溫、常壓下使用，不能滿足模擬真實(shí)地層高溫高壓條件下滲流動態(tài)的要求。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可以模擬常溫、常壓下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài)又可以模擬真實(shí)地層高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由驅(qū)動泵1、壓力計(jì)2、高溫容器3、觀察窗4、顯微鏡5、照明窗6、觀察室7、微模型8、溫度傳感器9、光源10、反射鏡11、儲液罐12、高溫計(jì)量泵13、恒溫油浴14、回壓調(diào)節(jié)器15、保溫層16模型夾具17組成，在觀察室7其頂面和底面中部設(shè)有玻璃觀察窗4和照明窗6；觀察窗4的上部安裝顯微鏡5，照明窗6的下部安裝光源10和反射鏡11；微模型8固定在觀察室7內(nèi)的模型夾具17上，微模型8的入口端連接高溫容器3、壓力計(jì)2、微量驅(qū)動泵1，微模型8的出口端連接回壓調(diào)節(jié)器15，壓力計(jì)2，儲液罐12、高溫計(jì)量泵13、恒溫油浴14與觀察室7連通并形成回路；觀察室7與傳感器9相通，觀察室外包覆保溫層16。
本實(shí)用新型還通過如下方案實(shí)施
高溫高壓觀察室7是中空圓柱體。
顯微鏡5還可以是顯微攝像機(jī)，微模型8是透明的。
夾具17有圓環(huán)和夾片組成，經(jīng)由螺釘連接。
微模型8也可以連接在其出、入的剛性微型管接件上。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，既可以模擬常溫、常壓下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài)，又可以模擬高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài)。


圖1為模擬高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型由驅(qū)動泵1、壓力計(jì)2、高溫容器3、觀察窗4、顯微鏡5、照明窗6、觀察室7、微模型8、溫度傳感器9、光源10、反射鏡11、儲液罐12、高溫計(jì)量泵13、恒溫油浴14、回壓調(diào)節(jié)器15、保溫層16、模型夾具17組成，在觀察室7其頂面和底面中部設(shè)有玻璃觀察窗4和照明窗6；觀察窗4的上部安裝顯微鏡5，照明窗6的下部安裝光源10和反射鏡11；微模型8固定在觀察室7內(nèi)的模型夾具17上，微模型8的入口端連接高溫容器3、壓力計(jì)2、微量驅(qū)動泵1，微模型8的出口端連接回壓調(diào)節(jié)器15，壓力計(jì)2，儲液罐12、高溫計(jì)量泵13、恒溫油浴14與觀察室7連通并形成回路；觀察室7與傳感器9相通，觀察室外包覆保溫層16。
高溫高壓觀察室7是中空圓柱體。
顯微鏡5還可以是顯微攝像機(jī)，微模型8是透明的。
夾具17有圓環(huán)和夾片組成，經(jīng)由螺釘連接。
微模型8也可以連接在其出、入的剛性微型管接件上。
高溫高壓觀察室7是金屬加工的中空圓柱體，在其頂面和底面中部設(shè)有玻璃觀察窗4和照明窗6，觀察窗4的上部安裝顯微鏡5或顯微攝像機(jī)，照明窗6的下部安裝光源10和反射鏡11；透明仿真微模型8固定在觀察室7內(nèi)的模型夾具17上，夾具有圓環(huán)和夾片組成，經(jīng)由螺釘連接；模型的入口端連接高溫容器3、微量驅(qū)動泵1，微模型的出口端連接回壓調(diào)節(jié)器15，模型中流體的溫度由高溫容器3調(diào)控、壓力由安裝在管路中的微量驅(qū)動泵1、回壓調(diào)節(jié)器15和壓力計(jì)2監(jiān)控；儲液罐12、高溫計(jì)量泵13、恒溫油浴14與觀察室7連通并形成回路；觀察室的溫度由溫度傳感器9監(jiān)測，并通過恒溫油浴14的循環(huán)油溫調(diào)節(jié)，壓力由高溫計(jì)量泵13和壓力計(jì)2監(jiān)控。觀察室外包覆保溫層16。
模型是采用光化學(xué)蝕刻技術(shù)工藝，將天然巖芯切片的孔隙系統(tǒng)精確光刻到平面光學(xué)玻璃上，經(jīng)氫氟酸蝕刻后高溫?zé)Y(jié)成型制成的；模型的出入口通過剛性微型管接件與觀察室外部的高溫容器、微量驅(qū)動泵、回壓調(diào)節(jié)器連接；觀察室的溫度由溫度傳感器監(jiān)測并通過恒溫油浴的循環(huán)油溫調(diào)節(jié)，壓力由高溫計(jì)量泵控制，觀察室外包覆石棉或其它保溫材料制作的保溫層。
在保證耐壓和耐高溫的前提下可將觀察室7設(shè)計(jì)成其它形狀，例如方型；安置在觀察室內(nèi)的透明仿真微模型8也可以固定在連接其出、入口的剛性微型管接件上。
權(quán)利要求1．一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，由驅(qū)動泵(1)、壓力計(jì)(2)、高溫容器(3)、觀察窗(4)、顯微鏡(5)、照明窗(6)、觀察室(7)、微模型(8)、溫度傳感器(9)、光源(10)、反射鏡(11)、儲液罐(12)、高溫計(jì)量泵(13)、恒溫油浴(14)、回壓調(diào)節(jié)器(15)、保溫層(16)、模型夾具(17)組成，其特征在于在觀察室(7)頂面和底面中部設(shè)有玻璃觀察窗(4)和照明窗(6)，觀察窗(4)的上部安裝顯微鏡(5)，照明窗(6)的下部安裝光源(10)和反射鏡(11)，微模型(8)固定在觀察室(7)內(nèi)的模型夾具(17)上，微模型(8)的入口端連接高溫容器(3)、壓力計(jì)(2)、微量驅(qū)動泵(1)，微模型(8)的出口端連接回壓調(diào)節(jié)器(15)，壓力計(jì)(2)，儲液罐(12)、高溫計(jì)量泵(13)、恒溫油浴(14)與觀察室(7)連通并形成回路，觀察室(7)與傳感器(9)相通，觀察室外包覆保溫層16。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，其特征在于高溫高壓觀察室(7)是中空圓柱體。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，其特征在于顯微鏡(5)還可以是顯微攝像機(jī)，
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，其特征在于微模型(8)是透明的。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，其特征在于夾具(17)有圓環(huán)和夾片組成，經(jīng)由螺釘連接。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高溫高壓條件下滲流的裝置，其特征在于微模型(8)也可以連接在其出、入的剛性微型管接件上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可模擬高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中滲流動態(tài)的裝置,頂面和底面中部分別設(shè)有觀察窗4和照明窗6,觀察窗上部安裝顯微鏡或顯微攝像機(jī)5,照明窗下部安裝反射鏡11及光源10;模擬多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)的透明微模型8固定在觀察室內(nèi),模型的出入口通過剛性微型管接件與觀察室外的高溫容器3、微量驅(qū)動泵1、回壓調(diào)節(jié)器15連接;觀察室的溫度通過恒溫油浴14調(diào)節(jié),壓力由高溫計(jì)量泵13控制,既可以模擬常溫、常壓下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài),又可以模擬高溫高壓條件下孔隙介質(zhì)中的滲流動態(tài)。
文檔編號E21B47/10GK2439545SQ0024290
公開日2001年7月18日 申請日期2000年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月7日
發(fā)明者胡雅仍, 王曉梅 申請人:中國石油天然氣總公司中國科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所