巖心流動實驗儀

巖心流動實驗儀

一、儀器功能(neng)

儀器根(gen)據驅替機理(li)和相似原理(li)模擬（壓力、溫(wen)度），并(bing)借助(zhu)于現代科學技(ji)術的(de)最新(xin)成果，如計(ji)算機技(ji)術、先進(jin)傳感器技(ji)術可在模擬地層(ceng)壓力，地層(ceng)溫(wen)度的(de)條(tiao)件下(xia)開展下(xia)列研究。

1．液體(ti)滲透率測定

在一定的流(liu)速下使液體(ti)通過(guo)巖(yan)心，通過(guo)測定巖(yan)心的進出口(kou)壓差(cha)和流(liu)過(guo)巖(yan)心的液體(ti)的流(liu)量，結(jie)合其(qi)它參數，根據(ju)達西定律(lv)計算巖(yan)心液體(ti)滲透率。

2．液體(ti)流動性實驗

在一定的壓(ya)力、溫度(du)條件(jian)下，研究流體流經巖心(xin)的過程中，相關參數(shu)的規律,如壓(ya)力、溫度(du)、流速(su)等。

二、主要(yao)技術參數

1．工作壓力

環    壓：50MPa

驅替壓力：40MPa

壓力測試精度：0.1%F·S

2．流量范圍(wei)：0.01～10mL/min

3．工(gong)作溫度：室溫～180℃，控(kong)溫精度：±1℃

4．電源：AC380V/50Hz  三(san)相五線

5．總功率：6kW

三、儀器流(liu)程圖(tu)：

四、儀器的基(ji)本組成結構

該儀器主要由(you)注入系(xi)統(tong)、模擬系(xi)統(tong)、計量系(xi)統(tong)、自(zi)動控制(zhi)系(xi)統(tong)、數據采集與處理系(xi)統(tong)組成。

注(zhu)入系(xi)統：由注(zhu)入泵、活塞容(rong)器、管閥(fa)件組成，可將各(ge)種流(liu)體按一(yi)定流(liu)量注(zhu)入到(dao)模型內。

模擬(ni)系(xi)統(tong)：由巖(yan)心夾持器、恒溫箱、環壓泵、回壓系(xi)統(tong)等組成。

計(ji)量(liang)(liang)系統：包括壓(ya)力(li)測(ce)量(liang)(liang)、溫(wen)度測(ce)量(liang)(liang)、流量(liang)(liang)計(ji)量(liang)(liang)等。

數(shu)據采集處理：由各(ge)種(zhong)數(shu)據采集卡、電腦(nao)、打(da)印機(ji)、采集處理軟件(jian)組成(cheng)，可(ke)適時采集壓力、溫(wen)度、流量等參數(shu)，并對數(shu)據進(jin)行(xing)運算處理。

五、組成儀器各部(bu)件的技術規范(fan)

5-1．注(zhu)入泵：

型(xing)號：LB1040平流泵(beng)采用(yong)89C52單片(pian)機(ji)(ji)與(yu)外圍(wei)接口(kou)芯(xin)片(pian)組成一(yi)個微機(ji)(ji)處(chu)理系(xi)統，利(li)用(yong)高速(su)數(shu)據處(chu)理和定時/計(ji)數(shu)功能(neng)，通(tong)過程序控制(zhi)，實(shi)現對步進電機(ji)(ji)的調速(su)和運行狀態(tai)的控制(zhi)。該系(xi)列(lie)泵(beng)可與(yu)計(ji)算(suan)機(ji)(ji)通(tong)訊接口(kou)，可多(duo)機(ji)(ji)通(tong)訊。

國內使用非圓齒輪曲柄連桿(gan)機(ji)(ji)(ji)構(gou)，保證流(liu)量計量精度，耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)及平穩性(xing)好；整(zheng)體式(shi)機(ji)(ji)(ji)電合一，機(ji)(ji)(ji)械傳動及正題結構(gou)合理有減震防(fang)噪措施，噪音(yin)極小；具有壓(ya)(ya)(ya)力(li)測量和過(guo)壓(ya)(ya)(ya)保護、欠(qian)壓(ya)(ya)(ya)補償(chang)系統；壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)自動補償(chang)程序控制，使泵(beng)在高壓(ya)(ya)(ya)工作時流(liu)量精度保持穩定。

五(wu)、主要技術指標：

（1）、流(liu)量范(fan)圍:0.01-9.99ml/min

（2）、工作壓力(li):0～40MPa

（3）、重復精(jing)度％:±1

（4）、流量精度(du)％ :±3

(5)、連續運轉時間 h :＞240

(6)、單缸容積μl :100

5-2．活塞容器：

ZR-3型活塞容(rong)器(qi)(qi)(qi)為(wei)試(shi)驗提供循環流(liu)體(ti)或驅替流(liu)體(ti)，主(zhu)體(ti)材料為(wei)316L不銹鋼，抗腐蝕、耐(nai)高溫(wen)(wen)，容(rong)器(qi)(qi)(qi)內(nei)采用活塞結構(gou)，活塞部分采用組(zu)合形式，密(mi)封(feng)圈(quan)松緊(jin)可(ke)調(diao)，可(ke)根據需要調(diao)至最(zui)佳(jia)狀態，既密(mi)封(feng)又使摩擦阻(zu)力最(zui)小，容(rong)器(qi)(qi)(qi)內(nei)液面還(huan)可(ke)以根據平(ping)流(liu)泵的累積流(liu)量、容(rong)器(qi)(qi)(qi)內(nei)裝介(jie)質(zhi)的多少(shao)、容(rong)積尺寸等參數由計(ji)算機(ji)在驅替流(liu)程中的容(rong)器(qi)(qi)(qi)上用介(jie)質(zhi)逐漸(jian)減(jian)少(shao)形象(xiang)的表示出來，當驅替到所裝介(jie)質(zhi)一定的百分比后，可(ke)自(zi)動(dong)切斷恒速(su)泵電源(yuan)。為(wei)保證試(shi)驗的溫(wen)(wen)度條件，將容(rong)器(qi)(qi)(qi)置于容(rong)器(qi)(qi)(qi)恒溫(wen)(wen)箱(xiang)內(nei)，規格1000mL/50MPa，2只。

5-3．巖心(xin)夾(jia)持(chi)器：

TY-4型夾持器，材(cai)質(zhi)為316L不銹鋼。規格為φ25×100/50MPa，溫度為180℃。該型號的(de)夾持器結構形式具(ju)有以(yi)下特點(dian)：

（1）由于采用外螺紋結構形式，使其(qi)具(ju)有體積(ji)(ji)小(xiao)、重量輕，死體積(ji)(ji)小(xiao)，拆(chai)卸方便，實用性(xing)強，耐壓高等特點。

（2）采(cai)用了端(duan)面密封結構形式(shi)，使其具(ju)有了拆(chai)裝封頭及巖(yan)(yan)心的(de)方便，換膠皮筒或O形圈時無需(xu)用拆(chai)卸(xie)手(shou)柄即可(ke)旋下(xia)壓(ya)帽，移開(kai)封頭。常規情況下(xia)換巖(yan)(yan)心時壓(ya)帽及封頭均無須(xu)拆(chai)卸(xie)，只須(xu)旋出調(diao)節螺母，用專用工具(ju)退出巖(yan)(yan)心即可(ke)。

5-4.環壓(ya)泵：

SYB-60型手動泵，為巖(yan)心施加環(huan)向壓力(li)，密封(feng)巖(yan)心，形(xing)成(cheng)完(wan)整流(liu)體通過路(lu)徑，防止流(liu)體沿巖(yan)心外側流(liu)出。工作壓力(li)≤60MPa

5-5．回壓控(kong)制系統:

用(yong)于控制巖(yan)心(xin)夾持器(qi)(qi)的出口壓(ya)力，由頂(ding)部加(jia)載式回壓(ya)閥(fa)和緩沖容器(qi)(qi)、回壓(ya)泵(beng)組成。

回(hui)壓容(rong)器：ZR-2型，600mL，50MPa，配備壓力儀表(biao)

回(hui)壓(ya)閥：HY-2型頂部加(jia)載式(shi)，50MPa

回(hui)壓泵：SYB-60型手動泵

5-6．恒(heng)溫箱：

前后開(kai)門，內(nei)(nei)裝射燈，不銹鋼(gang)內(nei)(nei)膽，采用靜音軸流風機進行(xing)箱內(nei)(nei)熱風循環，外(wai)部采用A3磷化(hua)噴(pen)塑(su)，美觀大氣。配備腳(jiao)輪和支撐腳(jiao)，移動方便，定(ding)位水(shui)平可調。

采用PID調節控(kong)溫(wen)技(ji)術，箱內溫(wen)度(du)均勻，控(kong)溫(wen)精度(du)高：

工(gong)作溫度(du)：180℃±1℃

內膽尺(chi)寸：1000×650×800㎜（長(chang)×寬×高）

5-7．閥門、管(guan)線、管(guan)件及(ji)流程：

采用(yong)DW6內卡套式高壓閥門及管件，耐壓60MPa，316L不銹鋼材(cai)質制作(zuo)。

5-8．計量系統：

壓力計量：測(ce)量精度(du)0.1%F·S，用于巖心進出口壓力測(ce)量，量程為40MPa，數顯(xian)(xian)表(biao)顯(xian)(xian)示，也可通(tong)過數顯(xian)(xian)表(biao)上的RS232口由計算(suan)機采集。

溫(wen)度(du)計量：采用(yong)pt100測(ce)溫(wen)探(tan)頭(tou)，XMT-7512ZXG5溫(wen)控儀設(she)定、控制、測(ce)量溫(wen)度(du)。溫(wen)度(du)也(ye)可由(you)計算機設(she)定，采集。

流量(liang)(liang)計量(liang)(liang)：采用天平稱重(zhong)法(fa)計算液(ye)體(ti)流量(liang)(liang)

天平(ping)規格(ge)：量(liang)程2200g，精度0.01g

計算機自動采集計算流量值

5-9．數據采集系統：

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI數據采集板(ban)適時采集壓(ya)力、溫(wen)度(du)、流量。

5-10．自動控制系統：

計算機可對(dui)下列外部(bu)設備進行控制

（1）注入泵：通(tong)過泵的通(tong)訊(xun)接口，計算機可對泵的注入流量進行控制；

（2）天平：通過天平的(de)通訊接口，計算機可對天平進行(xing)去(qu)皮操作；

5-11．應用軟件與數據處理：

軟件在windows環(huan)境下運(yun)行，采(cai)用VB編程(cheng)。儀器工作流程(cheng)顯示在界面上，可(ke)實(shi)現(xian)人機對話，操作人員設(she)定好參數后就可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)無(wu)人值守，計算機可(ke)自動采(cai)集(ji)所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運(yun)行等。

計算機采集的數據經處理可生(sheng)成原(yuan)始數據報(bao)(bao)表、分析報(bao)(bao)表以及曲線圖，同(tong)時生(sheng)成數據庫文件格(ge)式，可隨時導入EXCEL文檔(dang)以便用(yong)戶(hu)靈(ling)活使用(yong)。

計算機： 主頻2.8G，內存8G，硬盤1T，22∥液顯

六、主要技(ji)術特征

1．裝置采用模塊化設計，可根據不同要求進(jin)行組合(he)；

2．能模擬地層條件(jian)下(xia)進行高(gao)(gao)溫(wen)高(gao)(gao)壓驅替試驗；

3．實現(xian)計(ji)算機自動化控(kong)制、采(cai)集、處理；

4．儀器的(de)結構合理、外(wai)型美觀大方(fang)、操作(zuo)方(fang)便、經久耐(nai)用；

5．選(xuan)購件齊全，可根據不同(tong)試(shi)驗要求，選(xuan)購不同(tong)規格的模型，使儀器廣(guang)泛應用(yong)于各種試(shi)驗研究領域(yu)。

七(qi)、安全

儀(yi)器的(de)安全操作涉(she)及到操作者的(de)人身安全和儀(yi)器的(de)正常(chang)使用壽命，廠家提(ti)醒(xing)操作者注意如(ru)下要點：

1．儀(yi)器的(de)各類儀(yi)表和(he)計算(suan)機必須保證正(zheng)確的(de)電源輸入(ru)，必須配有自動穩壓保護(hu)裝置。

2．儀(yi)器(qi)各部保證有良好(hao)的接地。

3．流程管匯各部(bu)的壓力不高于設計(ji)壓力，特別不能高于各種檢(jian)測儀表的量(liang)程，使用氣體加壓時必須格外小心。

4．儀器(qi)的閥門(men)設計為手(shou)動(dong)操(cao)作，請按試(shi)(shi)(shi)驗步驟預先設計好試(shi)(shi)(shi)驗流程走向，任(ren)何一閥門(men)的操(cao)作錯誤均可(ke)能導致整個試(shi)(shi)(shi)驗的失(shi)敗。

5．系統在(zai)高溫(wen)操作時，必須帶有絕熱手(shou)套，以免燙傷(shang)。

八、安裝

儀(yi)器出廠時已全部(bu)安裝就緒，并經(jing)過實際(ji)測試。為了方(fang)便(bian)包裝運輸(shu)，儀(yi)器分成不(bu)同部(bu)分包裝，安裝時請仔細參閱流程圖。

安裝工作也可由廠方(fang)技術(shu)人(ren)員和用(yong)戶共(gong)同(tong)完成，以便用(yong)戶進一步熟(shu)悉儀器，便于日后日常維護。

九、維護(hu)

電子(zi)天平要避免強烈振(zhen)動，切不可(ke)過載，其詳細(xi)的注意事項請閱讀天平說明書。

本儀器所配(pei)計算(suan)機(ji)為儀器的(de)專用控制機(ji)，切忌亂拷軟件，尤其(qi)是來歷不(bu)明(ming)的(de)U盤，計算(suan)機(ji)病毒可能會(hui)導致控制及(ji)數據采(cai)集的(de)混亂和錯(cuo)誤(wu)。

儀(yi)器所有與液體接觸的(de)(de)部分(fen)均為(wei)不銹鋼材質，有一定的(de)(de)抗腐蝕(shi)性能，平(ping)時(shi)使用(yong)時(shi)注意不要將(jiang)腐蝕(shi)性溶液滴到(dao)操作(zuo)平(ping)臺上，若(ruo)不小心濺到(dao)，需(xu)及時(shi)處(chu)理。

長(chang)期使用(yong)會造成對(dui)流程(cheng)密封(feng)件(jian)的(de)(de)正常(chang)破損，影響密封(feng)性(xing)能(neng)，所以，建議定(ding)期對(dui)儀器進行耐壓試驗，對(dui)儀器.的(de)(de)泄露(lu)部分更(geng)換密封(feng)件(jian)，對(dui)經常(chang)使用(yong)者其周期以3個月為宜(yi)。

十、巖心流動實驗儀主要配置