專利名稱：一種核磁共振成像用填砂式夾持器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種核磁共振成像用填砂式夾持器，屬于石油科研儀器技術領域。
背景技術：
核磁共振成像技術具有快速、無損、直觀顯示的特點，可以對核自旋密度、弛豫時 間(縱向及橫向)、流體流動速度、自擴散系數(shù)，以及基于化學位移或弛豫時間的選擇性成 像，是研究多孔介質骨架結構及其內部流體流動的最有利工具之一。自上世紀80年代MRI 技術被引入驅油物理模擬可視化檢測實驗中以來，核磁共振成像技術已經(jīng)被廣泛應用在水 驅、聚合物驅、化學驅等驅替實驗研究中，但對高溫高壓條件下驅替實驗研究卻相對較少， 這主要是受到巖心夾持器所限。傳統(tǒng)的巖心夾持器主要有填砂式(俗稱填砂管)和環(huán)壓式 兩種類型，為了保證高溫高壓實驗條件，材料一般為不銹鋼或金屬合金。而核磁共振儀專用 巖心夾持器除了要保證與傳統(tǒng)的夾持器具有相同功能的基礎上，所用材料必須是耐高溫高 壓，且對核磁信號無干擾的非磁性材料，另外，設計尺寸要能保證插入核磁探頭內部。為了 滿足核磁共振技術在石油研究領域的廣泛應用要求，著名的Temco巖心分析儀器公司早在 1980年代中期開始，便為其提供了專用環(huán)壓式巖心夾持器，但針對填砂式夾持器，特別是適 用于高場核磁儀微成像探頭狹小腔體的產品還未見報道。

發(fā)明內容
為了解決上述核磁共振成像研究中存在的問題，本發(fā)明提供一種核磁共振成像用 填砂式夾持器，其目的在于方便利用核磁共振成像技術對多相多組分流體進行三維可視化 物理模擬研究，對測試圖像進行定量分析獲取多孔介質的孔隙度、滲透率和流體的飽和度 等多項滲流參數(shù)以及滲流速度、擴散和溫度分布等流體輸運特性。本發(fā)明采用的技術方案是一種核磁共振成像用填砂式夾持器，它主要包括循環(huán) 流體出口、端蓋、0型橡膠密封圈、封頭、內管、外套、濾網(wǎng)、壓墊和循環(huán)流體進口部件。所述 內管和二個封頭構成中空的耐高壓腔體結構，其中填充不同粒徑并壓實來模擬巖心的玻璃 珠、石英砂或粘土的多孔介質，二個端蓋和一個外套與內管之間構成循環(huán)控溫液腔體，其循 環(huán)液進口導流槽采用流體斜切進入循環(huán)控溫液腔體的斜槽；所述循環(huán)流體出口、熱電偶接 口和循環(huán)流體進口分別設置在二個端蓋上，循環(huán)控溫液從下端蓋上的循環(huán)流體進口進入循 環(huán)控溫液腔體，從上端蓋上的循環(huán)流體出口排出；所述端蓋、封頭、內管和外套均采用無磁 非金屬材料聚酰胺-酰亞胺制作。上述的填砂式夾持器設置在核磁共振成像裝置中，向填砂式夾持器注入工作流 體，并控制其壓力和溫度為要求的設定值，再用核磁共振成像裝置對測試圖像進行定量分 析。本發(fā)明的有益效果是把填砂式夾持器垂直插入核磁共振成像儀的微成像探頭 內，設計壓力為(Tl5Mpa，設計溫度為0 70°C，能進行多相多組分流體在模擬巖心中滲流 與輸運特性的室內實驗研究；模擬巖心裝置采用聚酰胺-酰亞胺和鈦金屬材料，既無磁又容易滿足高溫高壓要求，設計結構緊湊，能多次填充，重復使用，實驗過程操作方便、簡單適 用。


圖1是一種核磁共振成像用填砂式夾持器的結構圖。圖2是圖1中的A-A剖視結構圖。圖3是圖2中的B-B剖視結構圖。圖中1、熱電偶接口，2、循環(huán)流體出口，3、端蓋，4、0型橡膠密封圈，5、封頭，6、內 管，7、外套，8、多孔介質，9、濾網(wǎng)，10、壓墊，11、循環(huán)流體進口。
具體實施例方式圖1、2、3示出了一種核磁共振成像用填砂式夾持器。該填砂夾持器采用一個內管 6和二個封頭5組合成中空結構，其中可以填充不同粒徑的玻璃珠、石英砂或粘土等多孔介 質8，壓實來模擬巖心；二個端蓋3和一個外套7與內管6之間構成循環(huán)控溫液腔體；采用 一個向控溫流體腔提供循環(huán)流體的恒溫流體浴槽連接循環(huán)流體進口 11和循環(huán)流體出口 2 ； 恒溫流體進口導槽設計為斜槽，斜切入流體腔，提高化熱效率，以便流體腔內流體溫度分布 均勻，防止形成直線流體局部通道。上下封頭分別連出管線形成進出流體通道，并外接壓力 變送器及差壓變送器，并可通過熱電偶接口接入熱電偶采集流體溫度。利用上述核磁共振成像檢測的模擬巖心裝置的實驗步驟如下
第一步，完成模擬巖心的制備。根據(jù)實驗需要選用合適粒徑玻璃珠、石英砂或粘土等多 孔介質，打開上端封頭和端蓋，向內管6中填充入所選多孔介質，壓實以保證流體流入時多 孔介質結構穩(wěn)定，裝好上封頭與端蓋；二個封頭與內體之間填充的石英砂作為模擬巖心。第二步，將模擬巖心裝置裝入實驗系統(tǒng)。二個端蓋3和外套7之間構成控溫流體 腔，采用一個向控溫流體腔提供循環(huán)流體的恒溫流體浴槽連接循環(huán)流體進口 11和循環(huán)流 體出口 2 ；二個封頭分別接入管線提供流體出入通道；然后將完成的模擬巖心裝置固定在 核磁共振成像磁體探頭內。第三步，進行驅替或滲流實驗。向模擬巖心內注入工作流體，壓力可由注入泵或背 壓閥控制；打開恒溫流體浴槽，控制模擬巖心溫度穩(wěn)定至設定值；溫度、壓力和差壓分別采 用熱電偶、壓力變送器和差壓變送器來實時采集；利用核磁共振成像裝置對實驗過程進行 同步、三維可視化定量檢測。
權利要求
1. 一種核磁共振成像用填砂式夾持器，它主要包括循環(huán)流體出口(2)、端蓋(3)、0型橡 膠密封圈(4)、封頭(5)、內管(6)、外套(7)、濾網(wǎng)(9)、壓墊(10)和循環(huán)流體進口(11)部件， 其特征在于所述內管(6)和二個封頭(5)構成中空的耐高壓腔體結構，其中填充不同粒徑 并壓實來模擬巖心的玻璃珠、石英砂或粘土的多孔介質(8)，二個端蓋(3)和一個外套(7) 與內管(6)之間構成循環(huán)控溫液腔體，其循環(huán)液進口導流槽采用流體斜切進入循環(huán)控溫液 腔體的斜槽；所述循環(huán)流體出口(2)、熱電偶接口(1)和循環(huán)流體進口(11)分別設置在二個 端蓋(3)上，循環(huán)控溫液從下端蓋上的循環(huán)流體進口(11)進入循環(huán)控溫液腔體，從上端蓋 上的循環(huán)流體出口(2)排出；所述端蓋(3)、封頭(5)、內管(6)和外套(7)均采用無磁非金 屬材料聚酰胺-酰亞胺制作。
全文摘要
一種核磁共振成像用填砂式夾持器，屬于石油科研儀器技術領域。該填砂式夾持器垂直插入核磁共振成像儀的微成像探頭內，設計壓力為0~15MPa，設計溫度為0～70℃，能進行多相多組分流體在模擬巖心中滲流與輸運特性的室內實驗研究；該填砂式夾持器除密封圈外，全部部件均采用聚酰胺-酰亞胺材料，既無磁又容易滿足高溫高壓要求，對核磁信號沒有任何影響，設計結構緊湊，能多次填充，重復使用，實驗過程操作方便、簡單適用。
文檔編號G01N24/08GK102062742SQ20101058787
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權日2010年12月15日
發(fā)明者劉瑜, 宋永臣, 張建華, 朱寧軍, 楊明軍, 王同雷, 蔣蘭蘭, 趙越超 申請人:大連理工大學