一種壓力傳遞實驗裝置制造方法
【專利摘要】一種壓力傳遞實驗裝置，屬于巖石力學室內(nèi)試驗設備【技術領域】。孔壓控制裝置連接供液裝置，孔壓控制裝置的另一端連接頂端入口截止閥、底端入口截止閥，頂端入口截止閥的另一端連接頂端入口壓力傳感器、頂端流體入口，底端入口截止閥的另一端連接底端入口壓力傳感器、底端流體入口，頂端入口壓力傳感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置連接底端出口壓力傳感器，底端出口壓力傳感器的另一端連接底端出口截止閥、底端流體出口，底端出口截止閥的另一端連接液體回收裝置。本實用新型可以在高溫高壓條件下，利用小尺寸的不規(guī)則掉塊開展壓力傳遞實驗，開擴了實驗材料的獲取途徑，增加了實驗材料的數(shù)量，提高了實驗精度。
【專利說明】一種壓力傳遞實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力傳遞實驗裝置，屬于巖石力學室內(nèi)試驗設備【技術領域】?！颈尘凹夹g】
[0002]頁巖油和頁巖氣是潛力巨大的非常規(guī)能源，具有廣闊的開發(fā)前景，近年來，由于頁巖油和頁巖氣的產(chǎn)量不斷增大，它在油氣田開發(fā)過程中占據(jù)的地位也越來越重要。由于鉆井過程中，頁巖具有不穩(wěn)定性，容易發(fā)生井壁坍塌等復雜事故，所以必須開展泥頁巖地層井壁穩(wěn)定性研究。同時，準確測定泥頁巖滲透率和膜效率，對研究泥頁巖地層井壁穩(wěn)定具有重要意義。因此，需要針對泥頁巖開展壓力傳遞實驗，測量泥頁巖的滲透率和膜效率。
[0003]通常，泥頁巖的滲透率和膜效率是在室內(nèi)測試大尺寸巖心獲得的，一般巖樣的直徑大于25.4mm，而且測試樣品要有非常規(guī)則的形狀，如圓柱體或正方體。但是，對油田勘探開發(fā)而言，取自地下深部的巖心非常珍貴，滿足這些實驗條件的巖心樣品數(shù)量受到了大大的限制，因此，獲取測試巖樣成為泥頁巖滲透率和膜效率測試的主要難題之一。這就迫使人們開始尋求對測試樣品要求不太嚴格的測試方法，其中，利用鉆井過程中的掉塊開展壓力傳遞實驗測量泥頁巖的滲透率和膜效率具有很大的吸引力。與大尺寸規(guī)則的巖心樣品相t匕，鉆井過程中的掉塊非常容易獲取，可以開展大量的測試工作。因此，利用掉塊開展壓力傳遞實驗的研究和應用在石油勘探開發(fā)過程中具有非常廣闊的前景。
[0004]到目前為止，從公開的文獻報道和實際應用來看，還沒有以小尺寸、不規(guī)則的井壁掉塊進行壓力傳遞模擬試驗的裝置研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種壓力傳遞實驗裝置。
[0006]為了克服現(xiàn)有壓力傳遞實驗設備存在的實驗巖芯難以獲得的問題，本實用新型提供一種可以利用不規(guī)則掉塊進行壓力傳遞的實驗裝置。通過該裝置可以利用井壁掉塊完成壓力傳遞實驗，給出泥頁巖的滲透率和膜效率，為泥頁巖坍塌周期的預測提供基礎數(shù)據(jù)，對指導現(xiàn)場鉆井施工具有重要意義。
[0007]—種壓力傳遞實驗模擬的實驗裝置，孔壓控制裝置連接供液裝置，孔壓控制裝置的另一端連接頂端入口截止閥、底端入口截止閥，頂端入口截止閥的另一端連接頂端入口壓力傳感器、頂端流體入口，底端入口截止閥的另一端連接底端入口壓力傳感器、底端流體入口，頂端入口壓力傳感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置連接底端出口壓力傳感器，底端出口壓力傳感器的另一端連接底端出口截止閥、底端流體出口，底端出口截止閥的另一端連接液體回收裝置，
[0008]高壓釜的結構:軸壓控制系裝置連接壓力室頂蓋，壓力室頂蓋連接壓力室筒體，壓力室筒體的下部連接底座，壓力室筒體的內(nèi)腔連接硅膠、多孔介質板，硅膠的內(nèi)腔連接多孔介質壓塊、試樣，底座的一側有底端流體入口，底座7的另一側有底端流體出口，底端流體出口的另一端、底端流體入口的另一端分別與壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質板的底部連接，壓力室頂蓋的一側有頂端流體入口，頂端流體入口的另一端連接壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質壓塊的上部，高壓釜安裝在恒溫箱內(nèi)，溫度控制裝置連接恒溫箱。
[0009]本實用新型的有益效果是:與現(xiàn)有的實驗裝置相比，可以在高溫高壓條件下，利用小尺寸的不規(guī)則掉塊開展壓力傳遞實驗，開擴了實驗材料的獲取途徑，降低了實驗材料的成本，增加了實驗材料的數(shù)量，同時，可以利用多次重復實驗，提高了實驗精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本實用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，如圖其中:
[0011]圖1為本實用新型所提出的裝置的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型的試驗裝置流程圖。
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
【具體實施方式】
[0014]顯然，本領域技術人員基于本實用新型的宗旨所做的許多修改和變化屬于本實用新型的保護范圍。
[0015]實施例1:如圖1、圖2所示，一種壓力傳遞模擬試驗裝置，孔壓控制裝置12連接供液裝置11，孔壓控制裝置12的另一端連接頂端入口截止閥21、底端入口截止閥22，頂端入口截止閥21的另一端連接頂端入口壓力傳感器14、頂端流體入口 8，底端入口截止閥22的另一端連接底端入口壓力傳感器13、底端流體入口 9，頂端入口壓力傳感器14的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置15，數(shù)據(jù)采集裝置15連接底端出口壓力傳感器18，底端出口壓力傳感器18的另一端連接底端出口截止閥23、底端流體出口 10，底端出口截止閥23的另一端連接液體回收裝置20，
[0016]高壓釜的結構:軸壓控制系裝置16連接壓力室頂蓋1，壓力室頂蓋I連接壓力室筒體2，壓力室筒體2的下部連接底座7，壓力室筒體2的內(nèi)腔連接硅膠3、多孔介質板6，硅膠3的內(nèi)腔連接多孔介質壓塊4、試樣5，底座7的一側有底端流體入口 9，底座7的另一側有底端流體出口 10，底端流體出口 10的另一端、底端流體入口 9的另一端分別與壓力室筒體2的內(nèi)腔中多孔介質板6的底部連接，壓力室頂蓋I的一側有頂端流體入口 8，頂端流體入口 8的另一端連接壓力室筒體2的內(nèi)腔中多孔介質壓塊4的上部，高壓釜安裝在恒溫箱17內(nèi)，溫度控制裝置19連接恒溫箱17。
[0017]實施例2:如圖1、圖2所示，
[0018]一種壓力傳遞實驗裝置，主要由高壓釜、孔壓控制裝置12、軸壓控制系裝置16、溫度控制裝置19和數(shù)據(jù)采集裝置15等五部分組成。高壓釜是整個試驗系統(tǒng)的主體部分，主要由底座、壓力室筒體、多孔介質板、多孔介質壓塊、壓力室頂蓋等組成。
[0019]底座是帶有凸臺的圓柱體，在圓柱體的兩側有兩個圓孔，分別與凸臺的頂端有兩個圓孔相連通，在底座的上端放置的是壓力室筒體，壓力室筒體是兩端內(nèi)壁上開有凹槽的圓管物狀體，為了保證密封作用，在凹槽中放置密封圈。多孔介質板放置在底座凸臺的上方，處于壓力室筒體內(nèi)，它是一個可以承壓且具有良好滲透性的圓柱體。試樣放置在多孔介質板的上方，并用多孔介質壓塊壓住試樣，多孔介質壓塊是一個可以承壓、密度較大和具有良好滲透性的圓柱體。
[0020]為了施加圍壓和軸壓，在壓力室筒體的頂端放置壓力室頂蓋，壓力室頂蓋為中間帶有凸臺的圓柱體，凸臺的下端中央有一個圓孔，圓柱體的側面有一個圓孔；用耐高溫的硅膠將多孔介質壓塊和試樣包裹；在壓力室筒體的頂端放置壓力室頂蓋。
[0021]為了密封和施加圍壓，用耐高溫的硅膠將多孔介質壓塊和試樣包裹，硅膠的上端中央有一個聯(lián)通到多孔介質壓塊的孔道。壓力室筒體的頂端是力室頂蓋，壓力室頂蓋為中間帶有凸臺的圓柱體，凸臺的下端中央有一個圓孔，同圓柱體側面的圓孔聯(lián)通。高壓釜各組成部分均由優(yōu)質合金鋼鍛壓成型后再經(jīng)加工制成，并且進行了鍍硬鉻處理，可允許長時間的采用高礦化度的溶液進行實驗；孔壓控制裝置12通過高壓管線同底座兩側和壓力室頂蓋側面的圓孔相連，利用該孔壓系統(tǒng)可以向高壓釜內(nèi)的試樣施加頂端壓力與底端壓力，模擬原始地層壓力和鉆井液的液柱壓力；軸壓控制系裝置16主要用于控制頂端壓力的施加，通過該系統(tǒng)可以給試樣施加軸壓和圍壓；溫度控制裝置19主要用于實驗溫度的控制，模擬原始地層的溫度環(huán)境；數(shù)據(jù)采集裝置15主要是采集試驗數(shù)據(jù)，并利用計算機對采集到的數(shù)據(jù)進行實時存儲、處理，繪制試驗數(shù)據(jù)曲線。
[0022]實施例3:如圖1、圖2所示，一種壓力傳遞實驗工藝方法，含有以下步驟；
[0023]軸壓控制裝置16作用在高壓釜的頂端，軸壓控制裝置16和高壓釜固定在恒溫箱17中，由溫度控制裝置19控制實驗溫度；
[0024]底端入口壓力傳感器13、頂端入口壓力傳感器14和底端出口壓力傳感器18都連接到數(shù)據(jù)采集裝置15中，由數(shù)據(jù)采集裝置實時記錄實驗數(shù)據(jù)，繪制實驗曲線；
[0025]裝置與管線連接完成后，進行試驗，首先開啟供液裝置11和孔壓控制裝置12、打開底端入口截止閥22和底端出口截止閥23，關閉頂端入口截止閥21，操作孔壓控制裝置12向高壓釜里注入試液；
[0026]等到液體回收裝置20中有大量液體滴出時，關閉底端入口截止閥23，打開頂端入口截止閥21，等到液體回收裝置20中有大量液體滴出時，關閉底端出口截止閥23，同時打開底端入口截止閥21 ；
[0027]然后啟動軸壓控制裝置16對試樣施加到軸壓和圍壓，再操作孔壓控制裝置12施加壓力到原始地層壓力；
[0028]此時，關閉頂端入口截止閥21，在繼續(xù)施加壓力到鉆井液的液柱壓力，并保持恒定。開啟恒溫箱17，由溫度控制裝置19調(diào)節(jié)溫度到地層溫度；
[0029]開啟數(shù)據(jù)采集裝置15，實時記錄數(shù)據(jù)，繪制實驗曲線圖，即可以進行壓力傳遞實驗;
[0030]實驗結束時，需要進行泄壓操作，關閉孔隙壓力控制系統(tǒng)12和軸壓控制裝置16，同時將底端出口截止閥23緩慢打開，讓流體慢慢的流出，直到無流體流出為止。
[0031]采用本實用新型所提出的壓力傳遞裝置，具有以下顯著特點:
[0032](I)可以利用掉塊和巖心碎塊進行實驗，增加了實驗原材料，進一步提高了重復實驗次數(shù)和實驗精度；
[0033](2)同原有的標準巖芯壓力傳遞實驗機相比，實驗周期將縮短了 I倍。[0034](3)在向試樣施加軸壓與圍壓的同時，在試樣的兩端施加原始地層壓力和鉆井液液柱壓力，并恢復到原始地層溫度，使其無限接近于真實地層中的壓力傳遞過程
[0035](4)高壓釜體由多個部件組成，可根據(jù)實際需要進行組裝、拆卸，可移動性強。
[0036]如上所述，對本實用新型的實施例進行了詳細地說明，但是只要實質上沒有脫離本實用新型的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種壓力傳遞實驗模擬的實驗裝置，其特征在于孔壓控制裝置連接供液裝置，孔壓控制裝置的另一端連接頂端入口截止閥、底端入口截止閥，頂端入口截止閥的另一端連接頂端入口壓力傳感器、頂端流體入口，底端入口截止閥的另一端連接底端入口壓力傳感器、底端流體入口，頂端入口壓力傳感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置連接底端出口壓力傳感器，底端出口壓力傳感器的另一端連接底端出口截止閥、底端流體出口，底端出口截止閥的另一端連接液體回收裝置， 高壓釜的結構:軸壓控制系裝置連接壓力室頂蓋，壓力室頂蓋連接壓力室筒體，壓力室筒體的下部連接底座，壓力室筒體的內(nèi)腔連接硅膠、多孔介質板，硅膠的內(nèi)腔連接多孔介質壓塊、試樣，底座的一側有底端流體入口，底座7的另一側有底端流體出口，底端流體出口的另一端、底端流體入口的另一端分別與壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質板的底部連接，壓力室頂蓋的一側有頂端流體入口，頂端流體入口的另一端連接壓力室筒體的內(nèi)腔中多孔介質壓塊的上部，高壓釜安裝在恒溫箱內(nèi)，溫度控制裝置連接恒溫箱。
【文檔編號】G01N15/08GK203630017SQ201320735648
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權日:2013年11月19日
【發(fā)明者】趙巍, 吳學升, 高云文, 王勇茗, 王彥博, 歐陽勇, 李波, 黃占盈, 張燕娜, 周文軍, 段志峰 申請人:中國石油天然氣股份有限公司