徑向流驅(qū)替模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種徑向流驅(qū)替模擬裝置，它包括：一扇形型腔，在外部設(shè)一注入閥門，在內(nèi)部設(shè)一篩管，在扇板設(shè)多個出水嘴，在扇形型腔的外部設(shè)置一儲液桶，儲液桶底端裝一計量天平，在蓋板的頂面設(shè)置有一平衡壓加壓閥，平衡壓加壓閥的出口通過一貫穿蓋板的導(dǎo)管連通至密封墊處，在底板的底面間隔設(shè)置多個導(dǎo)壓管，每一導(dǎo)壓管的底部分別連接有一測壓傳感器；一計量泵，并聯(lián)連接三個工作液容器，其出口連接一注液總管，注液總管末端設(shè)置一三通接頭，其一個出口連接注入閥門，另一個連接平衡壓加壓閥，三通接頭與注入閥門之間有一壓力計，三通接頭與平衡壓加壓閥之間有一泄壓閥，注液總管上有一儲能器和另一泄壓閥，蓋板頂端有另一壓力計，其測量端貫穿蓋板后與密封墊接觸；以及一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。
【專利說明】徑向流驅(qū)替模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種驅(qū)替模擬裝置，特別是關(guān)于一種用于模擬注水井注入過程中儲層堵塞狀況的徑向流驅(qū)替模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對于天然能量不足的油田，開發(fā)進入中后期時，為保障油田的開發(fā)效果，需采取一定的措施對地層能量進行補充。利用注水井進行“以水驅(qū)油”是實現(xiàn)這一目的的重要手段。因受注水水質(zhì)、地層結(jié)垢等因素的影響，目前很多注水井在注水過程中出現(xiàn)了比較嚴重的地層堵塞問題，導(dǎo)致井口注入壓力升高，注水量下降，配注指標(biāo)難以實現(xiàn)，造成地層能量虧空，影響了油田的正常生產(chǎn)。
[0003]為保障注水井的有效注入，常規(guī)做法是對注水井進行定期酸化作業(yè)，以解除地層堵塞。然而，常規(guī)酸化作業(yè)不能夠從根本上解決注水井堵塞的問題，隨著酸化作業(yè)輪次的增多，酸化有效期會逐漸變短，并且頻繁的酸化作業(yè)會嚴重影響平臺的正常生產(chǎn)。因此，有必要對注水井的注入能力和堵塞機理進行系統(tǒng)的研究，為注水井的長效解堵提供指導(dǎo)。傳統(tǒng)方法采用物?；蛘邤?shù)模手段來研究注水井的堵塞機理，并對堵塞半徑進行模擬和預(yù)測。但是，傳統(tǒng)方法所采用的一維線性流短巖心驅(qū)替設(shè)備無法模擬三維徑向流驅(qū)替過程，其試驗過程與實際注水作業(yè)差別較大，對于判斷因注水水質(zhì)造成的污染半徑指導(dǎo)意義較差。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)Σ煌⑺贫群妥⑺|(zhì)進行模擬并對驅(qū)替全過程中注水壓力、注水量和巖心滲透率進行測量的三維徑向流驅(qū)替模擬
>J-U ρ?α裝直。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，它包括:一扇形型腔，其由兩肋板、一扇板、一底板和一蓋板圍成，所述扇形型腔內(nèi)部填充有砂體，所述蓋板與兩所述肋板、所述砂體之間設(shè)置有一密封墊，所述底板與兩所述肋板、所述砂體之間設(shè)置有另一密封墊，在位于兩所述肋板外部的連接處設(shè)置一注入閥門，在位于兩所述肋板內(nèi)部的連接處設(shè)置一與所述注入閥門相連通的篩管，在所述扇板的外側(cè)沿其弧長方向間隔設(shè)置多個與所述扇形型腔內(nèi)部連通的出水嘴，在所述扇形型腔內(nèi)設(shè)置一與所述扇板貼合的篩網(wǎng)，在所述扇形型腔的外部設(shè)置一儲液桶，各所述出水嘴通過管路和一出口流量計與所述儲液桶連接，所述儲液桶的底端裝有一計量天平，在所述蓋板的頂面設(shè)置有一平衡壓加壓閥，所述平衡壓加壓閥的出口通過一貫穿所述蓋板的導(dǎo)管連通至密封墊處，在所述底板的底面沿所述扇形型腔的等分線間隔設(shè)置多個貫穿所述底板伸入砂體的導(dǎo)壓管，且相鄰兩所述導(dǎo)壓管之間的間隔由所述扇形型腔的圓心向外依次增大，每一所述導(dǎo)壓管的底部分別連接有一測壓傳感器；一計量泵，其進口通過管路并聯(lián)連接三個工作液容器，其出口連接一注液總管，所述注液總管末端設(shè)置一三通接頭，所述三通接頭的一個出口通過管路連接所述注入閥門，所述三通接頭的另一個出口通過管路連接所述平衡壓加壓閥，在所述三通接頭與所述注入閥門之間的管路上設(shè)置有一壓力計，在所述三通接頭與所述平衡壓加壓閥之間的管路上連接有一泄壓閥，在所述注液總管上連接有一儲能器和另一泄壓閥，在所述扇形型腔蓋板頂端設(shè)置有另一壓力計，所述另一壓力計的測量端貫穿所述蓋板后與所述密封墊接觸；以及一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，其分別電連接所述出口流量計、所述計量天平以及各所述測壓傳感器。
[0006]所述扇形型腔的扇形圓心角為45°?360° ,所述平衡壓加壓閥設(shè)置在所述蓋板的等分線上，并靠近蓋板4的形心。
[0007]所述扇形型腔的扇形圓心角為90°。
[0008]所述蓋板和底板通過多個均勻分布在蓋板邊緣且位于所述扇形型腔外部的螺栓垂直拉緊，以固定在所述扇形型腔上；所述導(dǎo)壓管的頂部設(shè)有一防堵濾網(wǎng)。
[0009]所述計量泵電連接一變頻器，所述變頻器電連接一控制器，在所述注液總管靠近所述計量泵的出口處設(shè)置一壓力傳感器，所述壓力傳感器電連接所述控制器，所述控制器還電連接所述數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。
[0010]所述底板的底面設(shè)置一承重萬向輪和兩定向輪，所述承重萬向輪和兩所述定向輪呈三角形分布，且所述承重萬向輪靠近所述底板的扇形圓心并位于等分線上；所述蓋板頂面設(shè)置兩個或兩個以上吊鉤，在所述肋板和扇板上分別設(shè)置至少一個的吊鉤。
[0011]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型采用大尺寸扇形型腔結(jié)構(gòu)，結(jié)合圓心注入-扇板排出式的流道設(shè)計，可最大程度地模擬實際注入井注入過程中地層內(nèi)的徑向流驅(qū)替過程。2、本實用新型采用蓋板與通槽組合式設(shè)計，便于實驗前砂體的充填及實驗后砂體的取樣及移除。3、本實用新型沿流動方向以等壓差距離方式布置多個壓力傳感器，壓力傳感器入口端通過導(dǎo)壓管與砂體垂向中部處相連，可實現(xiàn)對砂體不同位置處壓力的監(jiān)測。4、本實用新型上蓋板裝有平衡壓加壓閥，使部分實驗流體能夠到達上蓋板與密封墊之間，可避免實驗時因設(shè)備受內(nèi)壓變形導(dǎo)致砂體與設(shè)備間形成間隙引起竄流而影響流體在砂體內(nèi)的流動。本實用新型可用于以研究驅(qū)替過程中流量、壓力、滲透率變化等參數(shù)為目的的驅(qū)替模擬實驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型扇形型腔俯視示意圖；
[0013]圖2是圖1中A-A向剖視圖；
[0014]圖3是本實用新型的工作連接原理圖；
[0015]圖4是本實用新型測壓傳感器放大示意圖；
[0016]圖5是本實用新型承載萬向輪和定向輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖6是本實用新型承載萬向輪和定向輪位置分布示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。
[0019]如圖1?圖3所示，本實用新型包括一由兩肋板I和一扇板2圍成的扇形通槽，扇形通槽的底部和頂部分別緊固一扇形的底板3和蓋板4以圍成一扇形型腔，且扇形型腔內(nèi)部填充有砂體。蓋板4與兩肋板1、砂體之間設(shè)置有一耐油耐溫耐壓的密封墊6 (如硅膠材質(zhì)密封墊)，底板與兩肋板、砂體之間設(shè)置有另一密封墊7，兩密封墊6、7保證了扇形型腔內(nèi)部與外界環(huán)境的密封性。在位于兩肋板I外部的連接處設(shè)置一注入閥門8，在位于兩肋板I內(nèi)部的連接處設(shè)置一與注入閥門8相連通的篩管9，用于將砂體與注入閥門8阻隔開以防止注入閥門8堵塞，篩管9可根據(jù)實驗要求進行更換。在扇板2的外側(cè)沿其弧長方向間隔設(shè)置多個與扇形型腔內(nèi)部連通的出水嘴10。在扇形型腔內(nèi)設(shè)置一與扇板2貼合的篩網(wǎng)11，以防止砂體進入出水嘴10導(dǎo)致堵塞。
[0020]在扇形型腔的外部設(shè)置一儲液桶12，扇形型腔上的各出水嘴10通過管路和一出口流量計14與儲液桶12連接。儲液桶12的底端裝有一計量天平13。在蓋板4的頂面設(shè)置有一平衡壓加壓閥15，平衡壓加壓閥15的出口通過一貫穿蓋板4的導(dǎo)管連通至密封墊6處。在底板3的底面沿扇形型腔的等分線間隔設(shè)置多個貫穿底板3伸入砂體的導(dǎo)壓管17，且相鄰兩導(dǎo)壓管17之間的間隔由扇形型腔的圓心向外依次增大。每一導(dǎo)壓管17的底部分別連接有一測壓傳感器16，測壓傳感器16通過導(dǎo)壓管17對砂體內(nèi)部的壓力進行測量。
[0021]在扇形型腔的外部設(shè)置一計量泵19，計量泵19的進口通過管路并聯(lián)連接三個工作液容器20，計量泵19的出口連接一注液總管21，注液總管21末端設(shè)置一三通接頭22，三通接頭22的一個出口通過管路連接注入閥門8，三通接頭22的另一個出口通過管路連接平衡壓加壓閥15。在三通接頭22與注入閥門8之間的管路上設(shè)置有一壓力計23，在三通接頭22與平衡壓加壓閥15之間的管路上連接有一泄壓閥24。在注液總管21上連接有一儲能器25和另一泄壓閥26。在扇形型腔蓋板4頂端設(shè)置有另一壓力計27，該壓力計27的測量端貫穿蓋板4后與密封墊6接觸。
[0022]本實用新型還包括一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)28，數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)28分別電連接出口流量計14、計量天平13以及各測壓傳感器16。
[0023]上述實施例中，蓋板4和底板3通過多個均勻分布在蓋板4 (或底板3)邊緣且位于扇形型腔外部的螺栓5垂直拉緊，以固定在扇形型腔上。螺栓5預(yù)緊后可在加壓時抵消螺栓5的變形，起到拉緊蓋板4的作用。
[0024]上述實施例中，如圖4所示，導(dǎo)壓管17的頂部設(shè)有一防堵濾網(wǎng)18，防止砂體堵塞導(dǎo)壓管17而影響測量。
[0025]上述實施例中，扇形型腔的扇形圓心角可以為45°?360°。
[0026]上述實施例中，扇形型腔的扇形圓心角可以為90°。
[0027]上述實施例中，計量泵18可以電連接一變頻器29，變頻器29電連接一控制器30，并且可以在注液總管21靠近計量泵19的出口處設(shè)置一壓力傳感器31，壓力傳感器31電連接控制器30，控制器30還電連接數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)27。
[0028]上述實施例中，平衡壓加壓閥14設(shè)置在扇形蓋板4的等分線上，并靠近蓋板4的形心。
[0029]上述實施例中，如圖5、圖6所示，可以在扇形型腔底板3的底面設(shè)置一承重萬向輪32和兩定向輪33，以便扇形型腔的移動。其中，承重萬向輪32和兩定向輪33呈三角形分布，且承重萬向輪32靠近扇形圓心并位于等分線上。
[0030]上述實施例中，可以在蓋板4頂面設(shè)置兩個或兩個以上吊鉤34，便于幫助吊裝打開或蓋上扇形型腔的蓋板4。此外，在肋板I和扇板2上也可以分別設(shè)置至少一個的吊鉤34，便于扇形型腔的整體吊裝。[0031]本實用新型的使用過程如下:
[0032]I)連接本實用新型所述裝置各個部件(參照圖1?3及實施例)；
[0033]2)在扇形型腔內(nèi)填滿預(yù)先選定的砂體后，蓋上密封墊6并通過螺栓5將蓋板4固定在扇形型腔上；
[0034]3)開啟計量泵18，自工作容器19抽取實驗流體，經(jīng)注液總管20通過注入閥門8注入扇形型腔，部分流體通過三通接頭21到達平衡壓加壓閥后進入上蓋板4與密封墊6之間，用于實驗過程中為砂體提供上覆壓。經(jīng)注入閥門8進入扇形型腔的流體充滿篩管9后，以徑向流方式在砂體內(nèi)部均勻向扇板2方向推進，至篩網(wǎng)11后，通過均勻安置在扇板2上的出水嘴10流出型腔。實驗過程中測壓傳感器15實時測量壓力數(shù)據(jù)。出口流量計13實時測量流出型腔流體流量，電子天平12實時測量流出型腔流體質(zhì)量。出口流量計13、計量天平12以及各測壓傳感器15測量的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)28實時采集并分析，得出砂體不同位置處的滲透率及總滲透率。數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)28通過控制器29，可實現(xiàn)對計量泵18泵壓及排量的設(shè)定。
[0035]本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，它包括: 一扇形型腔，其由兩肋板、一扇板、一底板和一蓋板圍成，所述扇形型腔內(nèi)部填充有砂體，所述蓋板與兩所述肋板、所述砂體之間設(shè)置有一密封墊，所述底板與兩所述肋板、所述砂體之間設(shè)置有另一密封墊，在位于兩所述肋板外部的連接處設(shè)置一注入閥門，在位于兩所述肋板內(nèi)部的連接處設(shè)置一與所述注入閥門相連通的篩管，在所述扇板的外側(cè)沿其弧長方向間隔設(shè)置多個與所述扇形型腔內(nèi)部連通的出水嘴，在所述扇形型腔內(nèi)設(shè)置一與所述扇板貼合的篩網(wǎng)，在所述扇形型腔的外部設(shè)置一儲液桶，各所述出水嘴通過管路和一出口流量計與所述儲液桶連接，所述儲液桶的底端裝有一計量天平，在所述蓋板的頂面設(shè)置有一平衡壓加壓閥，所述平衡壓加壓閥的出口通過一貫穿所述蓋板的導(dǎo)管連通至密封墊處，在所述底板的底面沿所述扇形型腔的等分線間隔設(shè)置多個貫穿所述底板伸入砂體的導(dǎo)壓管，且相鄰兩所述導(dǎo)壓管之間的間隔由所述扇形型腔的圓心向外依次增大，每一所述導(dǎo)壓管的底部分別連接有一測壓傳感器； 一計量泵，其進口通過管路并聯(lián)連接三個工作液容器，其出口連接一注液總管，所述注液總管末端設(shè)置一三通接頭，所述三通接頭的一個出口通過管路連接所述注入閥門，所述三通接頭的另一個出口通過管路連接所述平衡壓加壓閥，在所述三通接頭與所述注入閥門之間的管路上設(shè)置 有一壓力計，在所述三通接頭與所述平衡壓加壓閥之間的管路上連接有一泄壓閥，在所述注液總管上連接有一儲能器和另一泄壓閥，在所述扇形型腔蓋板頂端設(shè)置有另一壓力計，所述另一壓力計的測量端貫穿所述蓋板后與所述密封墊接觸；以及 一數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，其分別電連接所述出口流量計、所述計量天平以及各所述測壓傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述扇形型腔的扇形圓心角為45°~360°，所述平衡壓加壓閥設(shè)置在所述蓋板的等分線上，并靠近蓋板(4)的形心。
3.如權(quán)利要求2所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述扇形型腔的扇形圓心角為90°。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述蓋板和底板通過多個均勻分布在蓋板邊緣且位于所述扇形型腔外部的螺栓垂直拉緊，以固定在所述扇形型腔上；所述導(dǎo)壓管的頂部設(shè)有一防堵濾網(wǎng)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述計量泵電連接一變頻器，所述變頻器電連接一控制器，在所述注液總管靠近所述計量泵的出口處設(shè)置一壓力傳感器，所述壓力傳感器電連接所述控制器，所述控制器還電連接所述數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求4所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述計量泵電連接一變頻器，所述變頻器電連接一控制器，在所述注液總管靠近所述計量泵的出口處設(shè)置一壓力傳感器，所述壓力傳感器電連接所述控制器，所述控制器還電連接所述數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求1或2或3或6所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述底板的底面設(shè)置一承重萬向輪和兩定向輪，所述承重萬向輪和兩所述定向輪呈三角形分布，且所述承重萬向輪靠近所述底板的扇形圓心并位于等分線上；所述蓋板頂面設(shè)置兩個或兩個以上吊鉤，在所述肋板和扇板上分別設(shè)置至少一個的吊鉤。
8.如權(quán)利要求4所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述底板的底面設(shè)置一承重萬向輪和兩定向輪，所述承重萬向輪和兩所述定向輪呈三角形分布，且所述承重萬向輪靠近所述底板的扇形圓心并位于等分線上；所述蓋板頂面設(shè)置兩個或兩個以上吊鉤，在所述肋板和扇板上分別設(shè)置至少一個的吊鉤。
9.如權(quán)利要求5所述的徑向流驅(qū)替模擬裝置，其特征在于，所述底板的底面設(shè)置一承重萬向輪和兩定向輪，所述承重萬向輪和兩所述定向輪呈三角形分布，且所述承重萬向輪靠近所述底板的扇形圓心并位于等分線上；所述蓋板頂面設(shè)置兩個或兩個以上吊鉤，在所述肋板和扇板上分別設(shè)置至少一個的吊鉤。
【文檔編號】E21B47/06GK203769761SQ201420172814
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】武廣璦, 曹硯鋒, 管虹翔, 呂鑫, 白玉湖 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院