本發(fā)明涉及一種采用循環(huán)水浴加熱的模擬地下流體流動(dòng)的微觀刻蝕可視化模型及其使用方法，屬于油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為了研究巖石孔隙中流體之間的接觸關(guān)系以及外來流體驅(qū)替油藏中原油的機(jī)理，微觀驅(qū)油物理模擬技術(shù)已成為人們研究微觀驅(qū)油機(jī)理的重要手段，其中微觀驅(qū)油時(shí)需要將微觀天然巖心或模擬巖心的可視化物理模型接入驅(qū)替流程中，這就需要一個(gè)連接裝置，也就是模型夾持器的功用。

對(duì)于高溫微觀模型的設(shè)計(jì)，很多人都進(jìn)行了研究。其中2006年馬同海等人《高溫高壓玻璃微觀模型夾持器》，申請(qǐng)?zhí)?00610165013.X；2013年任熵等人《一種可變距高溫高壓可視化巖心模型夾持裝置》，申請(qǐng)?zhí)?01310280351.8；2014年張民等人《稠油熱采用高溫高壓玻璃微觀模型夾持器》，申請(qǐng)?zhí)?01410638642.4；2015年李宜強(qiáng)等人的《用于驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)可視化觀測(cè)裝置》，申請(qǐng)?zhí)?01510887505.9等。但這些高溫微觀夾持器，要么沒有加熱模塊，要么其加熱模型是采用線性接觸，直接作用加熱的面積小，導(dǎo)致加熱效果差，且受熱不均勻，不能很好地模擬地層溫度條件，對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性造成一定影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種循環(huán)水浴高溫微觀刻蝕可視化夾持模型，采用豎直管段，模擬徑向流流道，能更真實(shí)的對(duì)油層流動(dòng)的環(huán)境進(jìn)行模擬仿真。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種循環(huán)水浴高溫微觀刻蝕可視化夾持模型，包括聚光蓋、水浴座、水浴座密封膠片、刻蝕玻璃片、觀察玻璃片、聚光蓋密封膠片、螺栓、壓蓋、螺母；所述水浴座和聚光蓋對(duì)齊，通過螺栓連接，在聚光蓋和水浴座之間形成的空腔中，從下到上依次疊加放置水浴座密封膠片、刻蝕玻璃片、觀察玻璃片、聚光蓋密封膠片；螺母將壓蓋安裝在水浴座下方。

進(jìn)一步的，所述聚光蓋為正方形結(jié)構(gòu)，四角設(shè)有四個(gè)貫穿孔；聚光蓋中部下側(cè)設(shè)有一段正方形凸臺(tái)，凸臺(tái)中心設(shè)有貫穿圓孔，作為聚光孔，聚光孔上端為錐形段，其錐度為30度；

所述水浴座為正方形結(jié)構(gòu)，四角設(shè)有四個(gè)螺紋孔；水浴座上側(cè)中部設(shè)有一段正方形沉孔，正方形沉孔中心設(shè)有貫穿圓孔，作為觀察孔；所述水浴座下側(cè)中部設(shè)有兩段階梯型的圓形沉孔，內(nèi)側(cè)沉孔作為水浴腔，其直徑小于外側(cè)沉孔；所述水浴腔上延伸出一段空心柱，柱體中空部分為貫穿到正方形沉孔的通孔，作為觀察孔，柱體頂端設(shè)有外螺紋，所述壓蓋外徑與外側(cè)沉孔直徑相同，內(nèi)徑與空心柱外徑相同，高度為外側(cè)沉孔的一半；所述螺母的內(nèi)螺紋與空心柱外螺紋相配合，螺母高度為外側(cè)沉孔的一半，螺母在空心柱上旋緊，以此固定壓蓋；水浴腔前后左右四邊中部均設(shè)有螺紋孔，分別作為驅(qū)替入口管道、驅(qū)替出口管道、水浴出口管道、水浴入口管道，所述水浴出口管道、水浴入口管道連通至水浴腔，驅(qū)替入口管道和驅(qū)替出口管道連通至水浴腔后，在和水浴腔接觸部分設(shè)有管壁，在正方形沉孔下側(cè)設(shè)有兩個(gè)豎直管段，分別連通驅(qū)替入口管道和驅(qū)替出口管道；

所示聚光蓋的凸臺(tái)，與水浴座的正方形沉孔四邊尺寸配合，凸臺(tái)高度小于正方形沉孔深度，聚光蓋的凸臺(tái)能放入水浴座正方形沉孔并形成空腔。

進(jìn)一步的，所述外側(cè)沉孔底面設(shè)有大密封槽，空心柱外表面中部設(shè)有小密封槽，大密封槽和小密封槽配套有相應(yīng)的O型圈，壓蓋壓入后，壓蓋的底面和內(nèi)表面分別壓住大密封槽和小密封槽的O型圈。

進(jìn)一步的，所述刻蝕玻璃片上表面刻有孔隙結(jié)構(gòu)，并與觀察玻璃片下表面貼合，兩塊玻璃片之間的孔隙結(jié)構(gòu)段構(gòu)成微觀通道，除微觀通道外，其他貼合面之間為緊密貼合狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述刻蝕玻璃片和觀察玻璃片寬度略小于水浴座沉孔，入口管道和出口管道能分別通過兩個(gè)豎直管段，經(jīng)過微觀通道形成流道。

進(jìn)一步的，所述水浴座密封膠片對(duì)應(yīng)豎直管段的位置設(shè)有小孔，讓流體能從豎直管段直接流到刻蝕玻璃片和觀察玻璃片之間的微觀通道中。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)替入口管道、驅(qū)替出口管道、水浴入口管道、水浴出口管道都配備有快速接頭。

進(jìn)一步的，所述聚光蓋密封膠片為王字形硅膠薄片；水浴座密封膠片為工字形硅膠薄片。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明中集成觀察和加熱功能，刻蝕玻璃片真實(shí)的模擬出地下油藏的真實(shí)滲流動(dòng)態(tài)，底座的水浴腔也能真實(shí)的模擬溫度在100℃以下的各種微觀實(shí)驗(yàn)，可以完成在高溫下原油的驅(qū)替研究工作；

2、通過結(jié)構(gòu)的改良，讓水浴腔能實(shí)時(shí)循環(huán)，通過水浴加熱金屬，使金屬與刻蝕玻璃片能面接觸加熱，受熱更加均勻和穩(wěn)定，模擬的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度更加真實(shí)；

3、通過壓蓋和密封圈實(shí)現(xiàn)水浴腔的密封，與線接觸加熱裝置相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的組裝圖；

圖2為本發(fā)明的拆解圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為水浴座上側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為水浴座上側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖半剖圖；

圖6為水浴座下側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為水浴座下側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖半剖圖；

圖8為聚光蓋下側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為聚光蓋上側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為水浴座密封膠片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。

圖中，1聚光蓋，1-1貫穿孔，1-2凸臺(tái)，1-3聚光孔，2水浴座，2-1螺紋孔，2-2正方形沉孔，2-3空心柱，2-4大密封槽，2-5小密封槽，2-6觀察孔，2-7水浴腔，3聚光蓋密封膠片，4刻蝕玻璃片，5觀察玻璃片，6水浴座密封膠片，7驅(qū)替入口管道，8驅(qū)替出口管道，9水浴入口管道，10水浴出口管道，11豎直管段，12壓蓋，13螺母，14顯微鏡，15光源，16載物臺(tái)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1～圖3所示，一種循環(huán)水浴高溫微觀刻蝕可視化夾持模型，包括聚光蓋1、水浴座2、水浴座密封膠片6、刻蝕玻璃片4、觀察玻璃片5、聚光蓋密封膠片3、螺栓、壓蓋12、螺母13；所述水浴座2和聚光蓋1對(duì)齊，通過螺栓連接，在聚光蓋1和水浴座2之間形成的空腔中，從下到上依次疊加放置水浴座密封膠片6、刻蝕玻璃片4、觀察玻璃片5、聚光蓋密封膠片3；螺母13將壓蓋12安裝在水浴座2下方。

如圖8～圖9所示，所述聚光蓋1為正方形結(jié)構(gòu)，四角設(shè)有四個(gè)貫穿孔1-1；聚光蓋1中部下側(cè)設(shè)有一段正方形凸臺(tái)1-2，凸1-2中心設(shè)有貫穿圓孔，作為聚光孔1-3，聚光孔1-3上端為錐形段，其錐度為30度；

如圖4～圖7所示，所述水浴座2為正方形結(jié)構(gòu)，四角設(shè)有四個(gè)螺紋孔2-1；水浴座2上側(cè)中部設(shè)有一段正方形沉孔2-2，正方形沉孔2-2中心設(shè)有貫穿圓孔，作為觀察孔2-6；所述水浴座2下側(cè)中部設(shè)有兩段階梯型的圓形沉孔，內(nèi)側(cè)沉孔作為水浴腔2-7，其直徑小于外側(cè)沉孔；所述水浴腔2-7上延伸出一段空心柱2-3，柱體中空部分為貫穿到正方形沉孔的通孔，作為觀察孔2-6，柱體頂端設(shè)有外螺紋，所述壓蓋外徑與外側(cè)沉孔直徑相同，內(nèi)徑與空心柱2-3外徑相同，高度為外側(cè)沉孔的一半；所述螺母13的內(nèi)螺紋與空心柱2-3外螺紋相配合，螺母13高度為外側(cè)沉孔的一半，螺母在空心柱2-3上旋緊，以此固定壓蓋；水浴腔2-7前后左右四邊中部均設(shè)有螺紋孔2-1，分別作為驅(qū)替入口管道7、驅(qū)替出口管道8、水浴出口管道9、水浴入口管道10，所述水浴出口管道10、水浴入口管道9連通至水浴腔2-7，驅(qū)替入口管道7和驅(qū)替出口管道8連通至水浴腔2-7后，在和水浴腔2-7接觸部分設(shè)有管壁，管壁延伸至空心柱2-3外側(cè)，在正方形沉孔2-2下側(cè)設(shè)有兩個(gè)豎直管段11，分別連通驅(qū)替入口管道7和驅(qū)替出口管道8；所述驅(qū)替入口管道7、驅(qū)替出口管道8、水浴入口管道9、水浴出口管道10都配備有快速接頭；所示聚光蓋1的凸臺(tái)1-2，與水浴座2的正方形沉孔2-2四邊尺寸配合，凸臺(tái)高度小于正方形沉孔2-2深度，聚光蓋1的凸臺(tái)1-2能放入水浴座2正方形沉孔2-2并形成空腔。所述外側(cè)沉孔底面設(shè)有大密封槽2-4，空心柱2-3外表面中部設(shè)有小密封槽2-5，大密封槽2-4和小密封槽2-5配套有相應(yīng)的O型圈，壓蓋12壓入后，壓蓋12的底面和內(nèi)表面分別壓住大密封槽2-4和小密封槽2-5的O型圈。

所述刻蝕玻璃片4上表面刻有孔隙結(jié)構(gòu)，并與觀察玻璃片5下表面貼合，兩塊玻璃片之間的孔隙結(jié)構(gòu)段構(gòu)成微觀通道，除微觀通道外，其他貼合面之間為緊密貼合狀態(tài)。所述刻蝕玻璃片4和觀察玻璃片5寬度略小于正方形沉孔2-2，驅(qū)替入口管道7和驅(qū)替出口管道8能分別通過兩個(gè)豎直管段11，經(jīng)過微觀通道形成流道。

如圖10所示，所述水浴座密封膠片6對(duì)應(yīng)豎直管段11的位置設(shè)有小孔，讓流體能從豎直管段11直接流到刻蝕玻璃片4和觀察玻璃片5之間的微觀通道中。所述聚光蓋密封膠片3為王字形硅膠薄片；水浴座密封膠片6為工字形硅膠薄片。

本發(fā)明所提供的一種循環(huán)水浴高溫微觀可視化夾持模型，其具體組裝、試壓和實(shí)驗(yàn)步驟如下：

1)裁剪水浴座密封膠片6為工字形，其中部寬度略大于正方形沉孔2-2，并將其放入已經(jīng)安裝好的水浴座2中，此時(shí)水浴座密封膠片6上下兩側(cè)邊緣部分會(huì)冒出，剪去其與刻蝕玻璃片5接觸部分上方超過2mm的部分，在此過程中確保小孔與豎直管段11對(duì)準(zhǔn)；

2)用拭鏡紙擦拭干凈后，將觀察玻璃片5與刻蝕玻璃片4凹槽面緊密貼合，使微觀通道位于兩塊玻璃片之間，并驅(qū)趕排空其中的氣體，形成組合玻片；

3)將貼合的組合玻片按照刻蝕玻璃片4在下的方向放入水浴座并壓緊，確保刻蝕玻璃片的小孔對(duì)準(zhǔn)水浴座密封膠片的小孔，使其豎直管段到微觀通道之間的流道暢通；

4)將王字形的聚光蓋密封用膠墊片3放入聚光蓋1上表面，注意不要擋住貫穿孔1-1，合上觀察蓋1，將凸臺(tái)1-2壓入到正方形沉孔2-2中，由于聚光蓋膠片3也被壓入，因此，擰緊觀察蓋1和水浴座2四周的螺栓，在擰緊過程中需注意平穩(wěn)合緊，避免壓碎組合玻片，同時(shí)使光暈形狀規(guī)則并居于組合玻片中心；

5)將之前安裝好的部分翻轉(zhuǎn)，在大密封槽2-4和小密封槽2-5放入O型圈，然后放入壓蓋，注意不要讓壓蓋12傷到小密封槽2-5的O型圈，然后將螺母13擰緊到空心柱2-3上固定壓蓋12；

6)連接空氣壓縮機(jī)，將模型夾持器放入水盆中，打開壓縮機(jī)，水浴入口管道9、水浴出口管道10、驅(qū)替入口管道7、驅(qū)替出口管道8連接快速接頭，觀察出口端的快速接頭是否有連續(xù)氣泡冒出，若沒有，檢查氣密性是否良好；若有連續(xù)氣泡冒出，用手堵住出口端的快速接頭，觀察玻片是否發(fā)生氣竄現(xiàn)象，若有氣竄，說明模型夾持器沒有擰緊，需要重新擰緊；分別測(cè)試觀察夾持模型的水浴入口管道9、水浴出口管道10、驅(qū)替入口管道7、驅(qū)替出口管道8是否通暢，若發(fā)生堵塞，用針或者其他工具將其疏通后再擰緊；

7)將夾持模型取出，立即擦干，再關(guān)閉壓縮機(jī)開關(guān)，避免倒吸。

8)將水浴入口管道9、水浴出口管道10與水浴循環(huán)管線連接，驅(qū)替入口管道7、驅(qū)替出口管道8與流體管道連接，模型按照水浴座2向上的方向，將聚光蓋1貼合放在透明的載物臺(tái)16上，開啟泵、光源15、并調(diào)整顯微鏡14到適宜觀察位置，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

9)實(shí)驗(yàn)完成后，按照步驟1～5和8拆卸，打開玻片組合并進(jìn)行清洗，之后通過真空干燥器進(jìn)行烘干，便于之后循環(huán)使用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明并不局限于上述方式，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還能進(jìn)一步改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。