高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其包括：鋼體，其具有通孔，所述通孔的兩端分別密封有觀察窗；毛細(xì)管，其一端穿設(shè)在所述鋼體的通孔內(nèi)，其另一端通過(guò)第一流體注入管道連接一第一流體注入泵；第二流體注入泵，其連接有第二流體注入管道，所述第二流體注入管道伸入所述鋼體的通孔內(nèi)。本實(shí)用新型的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其測(cè)量氣體種類豐富，可以任意更換不同內(nèi)徑的毛細(xì)管，實(shí)現(xiàn)了油藏條件下測(cè)量氣液彎液面的接觸角的目的。
【專利說(shuō)明】高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)于一種接觸角的測(cè)量裝置，尤其有關(guān)于一種油層物理實(shí)驗(yàn)中的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油開(kāi)發(fā)提高石油采收率科研實(shí)驗(yàn)中，巖石-流體體系的潤(rùn)濕性是孔隙介質(zhì)微觀非均質(zhì)潤(rùn)濕特征的宏觀平均表征。巖石孔隙表面具有優(yōu)先潤(rùn)濕某種流體的傾向，這就導(dǎo)致了各種不同狀況的宏觀潤(rùn)濕性。潤(rùn)濕性控制著毛細(xì)管壓力、相對(duì)潤(rùn)濕行為、驅(qū)油效率和最終采收率。而表征潤(rùn)濕性的主要參數(shù)為接觸角的大小。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，潤(rùn)濕性的測(cè)量方法主要有置液滴法和吊板法。這兩種測(cè)量接觸角的方法，均是在常壓條件下，氣體介質(zhì)為空氣，且溫度為室溫條件下測(cè)量液體、巖石/吊板、氣體三者間的夾角，即為接觸角。這些方法只能滿足模擬常壓、宏觀尺度、氣體介質(zhì)種類單一條件下的測(cè)試，而實(shí)際油藏條件下，巖心內(nèi)部孔隙尺寸為微米級(jí)，內(nèi)部壓力為高壓高溫條件，且內(nèi)部氣體介質(zhì)種類較多。因此，現(xiàn)有的接觸角測(cè)試方法存在較大的局限性，無(wú)法滿足目前CO2混相驅(qū)機(jī)理研究的測(cè)試要求。
[0004]因此，有必要提供一種新的測(cè)試裝置，來(lái)克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置的測(cè)量氣體種類豐富，可以任意更換不同內(nèi)徑的毛細(xì)管，實(shí)現(xiàn)了油藏條件下測(cè)量氣液彎液面的接觸角。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]本實(shí)用新型提供一種高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，所述高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置包括:
[0008]鋼體，其具有通孔，所述通孔的兩端分別密封有觀察窗；
[0009]毛細(xì)管，其一端穿設(shè)在所述鋼體的通孔內(nèi)，其另一端通過(guò)第一流體注入管道連接一第一流體注入泵；
[0010]第二流體注入泵，其連接有第二流體注入管道，所述第二流體注入管道伸入所述鋼體的通孔內(nèi)。
[0011]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置還包括真空泵，所述真空泵連接有真空管道，所述真空管道伸入所述鋼體的通孔內(nèi)。
[0012]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述毛細(xì)管的外部夾設(shè)有毛細(xì)管夾持器，所述毛細(xì)管夾持器具有兩個(gè)平行設(shè)置的夾持壁，所述兩個(gè)夾持壁分別夾設(shè)在所述毛細(xì)管的兩側(cè)。
[0013]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述毛細(xì)管夾持器伸入所述鋼體通孔的一端連接有端帽。
[0014]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述毛細(xì)管夾持器的外部套設(shè)有緊固套，所述緊固套的一端插入所述鋼體內(nèi)。[0015]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述緊固套插入所述鋼體的一端與所述鋼體之間夾設(shè)有墊圈。
[0016]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鋼體設(shè)置在一空氣浴中。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鋼體的一端設(shè)置有圖像采集裝置，所述圖像采集裝置與所述鋼體一端的觀察窗相對(duì)。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鋼體的另一端設(shè)置有光源，所述光源與所述鋼體另一端的觀察窗相對(duì)。
[0019]本實(shí)用新型的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角的測(cè)量裝置的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:該測(cè)量裝置可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要更換第二流體注入泵中的氣體種類，并可任意更換不同內(nèi)徑的毛細(xì)管，毛細(xì)管直徑可達(dá)微米級(jí)，其測(cè)量范圍廣，有效模擬了各種油藏條件下測(cè)量氣液彎液面接觸角的目的，為CO2混相驅(qū)技術(shù)的推廣提供了有效的研究。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實(shí)用新型的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角的測(cè)量裝置的主視圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角的測(cè)量裝置的毛細(xì)管截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其包括鋼體I和毛細(xì)管2。其中:鋼體I具有通孔11，所述通孔11的兩端分別密封有觀察窗12 ;毛細(xì)管2 —端穿設(shè)在所述鋼體I的通孔11內(nèi)，其另一端通過(guò)第一流體注入管道31連接一第一流體注入泵3 ;第二流體注入泵4連接有第二流體注入管道41，所述第二流體注入管道41伸入所述鋼體I的通孔11內(nèi)。
[0025]具體是，鋼體I大體呈圓柱筒形，其中部開(kāi)設(shè)有通孔11，鋼體I的兩端分別設(shè)有一透明觀察窗12，該觀察窗12用于使操作人員從鋼體I外部觀察鋼體I通孔11內(nèi)的情況，觀察窗12密封設(shè)置在鋼體I的通孔11兩端，從而將通孔11圍設(shè)成為一個(gè)密封腔。
[0026]毛細(xì)管2具有軸向貫通的毛細(xì)管通道21，其一端從鋼體I的上端側(cè)壁穿入鋼體I的通孔11內(nèi)，其另一端位于鋼體I的外部并通過(guò)一第一流體注入管道31與第一流體注入泵3相連，從而第一流體注入泵3內(nèi)的流體介質(zhì)將通過(guò)第一流體注入管道31注入毛細(xì)管2的毛細(xì)管通道21內(nèi)。
[0027]在本實(shí)用新型中，如圖2所示，毛細(xì)管2的外部夾設(shè)有毛細(xì)管夾持器5，該毛細(xì)管夾持器5具有兩個(gè)平行設(shè)置的夾持壁51，兩個(gè)夾持壁51分別夾設(shè)在毛細(xì)管2的相對(duì)兩側(cè)，該毛細(xì)管夾持器5用于固定毛細(xì)管2。另外，該毛細(xì)管夾持器5的兩個(gè)夾持壁51夾設(shè)著毛細(xì)管2伸入鋼體I的通孔11內(nèi)，其伸入通孔11的一端螺紋連接有端帽52。
[0028]進(jìn)一步的，毛細(xì)管夾持器5的外部套設(shè)有緊固套6，緊固套6的一端插入鋼體I的上端側(cè)壁內(nèi)，其插入鋼體I的一端與鋼體I之間夾設(shè)有墊圈61。該緊固套6用于固定毛細(xì)管夾持器5，墊圈61用于密封緊固套6與鋼體I之間的縫隙。
[0029]第二流體注入泵4設(shè)置在鋼體I的下端，其連接有一第二流體注入管道41，該第二流體注入管道41從鋼體I的下端側(cè)壁穿入鋼體I的通孔11內(nèi)，從而第二流體注入泵4內(nèi)的氣體介質(zhì)將通過(guò)第二流體注入管道41注入鋼體I的通孔11內(nèi)。
[0030]該高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置測(cè)量氣液彎液面的接觸角的過(guò)程如下:首先，通過(guò)第一流體注入泵3向毛細(xì)管2內(nèi)注入流體，該流體通過(guò)第一流體注入管道31注入毛細(xì)管2的毛細(xì)管通道21內(nèi)，此時(shí)，通過(guò)第二流體注入泵4向鋼體I的通孔11內(nèi)注入氣體，該氣體通過(guò)第二流體注入管道41注入鋼體I的通孔11中。其中，在通過(guò)第二流體注入泵4向鋼體I通孔11內(nèi)注入氣體的壓力P2應(yīng)略高于第一流體注入泵3注入毛細(xì)管2的毛細(xì)管通道21內(nèi)的流體壓力P1，且在一實(shí)施例中，P2大于或等于P1X1.5%。最后，緩慢增加第一流體注入泵3的注入壓力P1，直至毛細(xì)管2的毛細(xì)管通道21內(nèi)出現(xiàn)氣液彎液面。
[0031]本實(shí)用新型的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要更換第二流體注入泵4中的氣體種類，并可任意更換不同內(nèi)徑的毛細(xì)管2，毛細(xì)管2直徑可達(dá)微米級(jí)，其測(cè)量范圍廣，有效模擬了各種油藏條件下測(cè)量氣液彎液面接觸角的目的，為CO2混相驅(qū)技術(shù)的推廣提供了有效的研究。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置還包括真空泵7，真空泵7設(shè)置在鋼體I的下方，其連接有一真空管道71，所述真空管道71伸入所述鋼體I的通孔11內(nèi)。在第一流體注入泵3向毛細(xì)管2內(nèi)注入流體、以及第二流體注入泵4向鋼體I通孔11內(nèi)注入氣體之前，通過(guò)該真空泵7對(duì)鋼體I的通孔11進(jìn)行抽真空處理，以使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
[0033]進(jìn)一步的，所述鋼體I設(shè)置在一空氣浴8中。空氣浴8用于對(duì)鋼體I進(jìn)行加熱處理，使其在模擬油藏條件的溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述鋼體I的一端設(shè)置有圖像采集裝置9，所述圖像采集裝置9與所述鋼體I 一端的觀察窗12相對(duì)。圖像采集裝置9透過(guò)觀察窗12采集毛細(xì)管2內(nèi)液面的圖像并將該圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)91記錄并顯示出來(lái)。
[0035]進(jìn)一步的，所述鋼體I的另一端設(shè)置有光源10，所述光源10與所述鋼體I另一端的觀察窗12相對(duì)。光源10用于為圖像采集裝置9提供光源，使其采集的圖像更加清晰。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開(kāi)的內(nèi)容可以對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置包括: 鋼體，其具有通孔，所述通孔的兩端分別密封有觀察窗； 毛細(xì)管，其一端穿設(shè)在所述鋼體的通孔內(nèi)，其另一端通過(guò)第一流體注入管道連接一第一流體注入泵； 第二流體注入泵，其連接有第二流體注入管道，所述第二流體注入管道伸入所述鋼體的通孔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置還包括真空泵，所述真空泵連接有真空管道，所述真空管道伸入所述鋼體的通孔內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述毛細(xì)管的外部夾設(shè)有毛細(xì)管夾持器，所述毛細(xì)管夾持器具有兩個(gè)平行設(shè)置的夾持壁，所述兩個(gè)夾持壁分別夾設(shè)在所述毛細(xì)管的兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述毛細(xì)管夾持器伸入所述鋼體通孔的一端連接有端帽。
5.如權(quán)利要求3所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述毛細(xì)管夾持器的外部套設(shè)有緊固套，所述緊固套的一端插入所述鋼體內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述緊固套插入所述鋼體的一端與所述鋼體之間夾設(shè)有墊圈。
7.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述鋼體設(shè)置在一空氣浴中。
8.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述鋼體的一端設(shè)置有圖像采集裝置，所述圖像采集裝置與所述鋼體一端的觀察窗相對(duì)。
9.如權(quán)利要求8所述的高溫高壓毛細(xì)管內(nèi)接觸角測(cè)量裝置，其特征在于，所述鋼體的另一端設(shè)置有光源，所述光源與所述鋼體另一端的觀察窗相對(duì)。
【文檔編號(hào)】G01N13/00GK203519464SQ201320576877
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】秦積舜, 張可, 李實(shí) , 馬德勝, 陳興隆, 俞宏偉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司