发明专利技术涉及一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，主体由传感器升降机构、旋转机构、定位机构、后拉机构四部分组成，完成多点沿程压力的测量。本设备共设9个截面共72个测压点，每个测压点均可通过测压传感器(4)的旋转及平移收集信号，获取压力数据，由此，只需一个测压传感器(4)即可测得72个测压点的压力。本实用新型专利技术设备解决现有的测试设备不能全面测量多孔介质内稳态渗流过程沿程压力分布的现状的同时，大大节约了成本，并且整套设备结构精巧，使用简单，可广泛应用于对各种稳态渗流过程中沿程压力的研究。还可适用于石油化工，油藏工程，地下水利等与多孔介质相关行业等领域的沿程压力测量过程。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置
本专利技术涉及多孔介质内稳态渗流过程测试设备领域，具体是一种可实现多点测量稳态渗流过程沿程压力分布的新装置。
技术介绍
多孔介质内稳态渗流过程的沿程压力分布信息是理解多相流体在地层结构中的输运现象、分析其输运及驱替机理的基础，是指导油气开采等工业实践的关键参数。目前针对多孔介质内稳态渗流过程沿程压力分布的测量设备较少，且均利用事先在装置外壁固定位置开口的方法获取沿程压力，这种方法采样点较少，难以对多孔介质进行全方位压力测试，特别针对非均质介质不能有效开展其内渗流特性的实验研究工作。
技术实现思路
为了解决现有的测试设备不能全面测量多孔介质内渗流过程沿程压力分布的现状，本专利技术提供了一种可多点测量稳态渗流过程沿程压力分布的实验装置，可实现在均质及非均质多孔介质试样中驱替过程的压力分布测量。且所需压力传感器只需一个，这样可采用更高精度的传感器而不会大幅提高测试成本。当装置内渗流过程达到稳态后，此装置可对任何点压力进行测试，并且该装置可以重复多次利用。本装置采用崭新设计的内外双套筒形式，内侧套筒固定，壁面上开有测压孔。在外侧套筒的滑槽中安装压力传感器，实验时，将传感器对准相应的测压孔即可导出该点压力，如此可以测出泡沫驱替过程的沿程压力，方便对沿程压力进行分析。此套筒可以被应用到石油化工，油藏工程，地下水利等与多孔介质相关的行业以及领域。为了满足上述要求，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置本装置主体由：1前端盖、2内套筒、3外套筒、4测压传感器、5外套筒架、6定位环、7弹簧、8环形手柄、9传感器升降机构、10后端盖组成。所述的一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置整套装置除弹簧7与传感器升降机构9外由PEEK材料制成。整套设备包括由杆Ⅰ(39)、杆Ⅱ(40)、杆Ⅲ(41)、杆Ⅳ(42)、杆Ⅴ(43)、杆Ⅵ(44)、杆Ⅶ(45)、杆Ⅷ(46)组成的传感器升降机构，由内套筒(2)、外套筒(3)、外套筒架(5)组成的旋转机构，由外套筒架(5)、定位环(6)组成的定位机构，由定位环(6)、弹簧(7)组成的后拉机构。所述的内套筒(2)在进行实验时，可在其中放置真实岩心或用填砂法制成填砂岩心，从而进行驱替实验，其结构分为内套筒和前端环形槽两部分，两部分为一整体，套筒部分为空心圆柱体，可横竖放，圆柱体壁面开有8排测压孔(14)，沿圆截面呈45度角间隔分布，测压孔中填塞自修复橡胶(具体技术为米其林Selfseal自修复技术，具体是通过喷涂设备在轮胎内喷涂一层高分子记忆橡胶，从而增加一层“自修复防刺漏安全区”，使直径在6mm内，长度在8cm内的尖锐物戳破轮胎胎面(不含胎侧)后被包裹，拔出后自封闭，起到防刺漏的效果，解决了轮胎因扎钉、漏气而产生的交通隐患，确保行车安全。涂层的密度高，质地柔软，且会有粘手的感觉，可以立即平稳、准确地填穿孔，只要轮胎没有超过使用年限或表面并没有到达磨损极限均可继续使用，无需更换)，或在内套筒内外壁面分别套上两层圆柱形橡胶层，其作用为保持实验所需的压力。前端环形槽部分与内套筒同轴，直径大于内套筒，所大于部分设置有环形槽(11)，用来固定外套筒，前端环形槽(11)下部设有两根支柱(12)，用来与机架(13)连接。所述的机架(13)为一长方形平板，在靠近前端盖的一端分别在两角开有两个螺栓孔，通过螺栓Ⅰ(32)螺栓Ⅱ(33)连接支柱(12)。在靠近后端盖一端中点处开有一个螺栓孔，通过螺栓Ⅲ(34)与外套筒架(5)相连。所述的外套筒架(5)，由上部圆环和下部支柱组成，二者为一整体。上部圆环内直径与外套筒后部(16)的外径相等。同时，在上部圆环的环形壁面上开有8个三角形槽(29)，所述的三角形槽形状为一等腰三角形，三角形顶角沿轴线方向指向前端盖，底边与外套筒架靠近后端盖一侧的面相切，向环形圆心方向切除材料制成。分布情况与内套筒(2)上的测压孔相同，沿圆面呈45度角间隔分布，每个三角形槽的顶角都对应其中一排测压孔所在的位置。其功能是与定位环(6)上的三角形凸起(28)相配合，起到定位外套筒的作用。在外套筒架的下部支柱的底部开有螺栓孔，通过螺栓Ⅲ(34)与机架螺栓孔相连。所述的外套筒(3)，其结构分为外套筒前部(15)和外套筒后部(16)两部分，(15)(16)部分同为空心圆柱体，二者内径相同，(16)部分外径小于(15)部分外径，由此形成定位轴肩，用与安装和定位外套筒架。在(16)部分的外壁面以法线之间每间隔90度设有4条键槽，通过键Ⅰ(50)、键Ⅱ(51)、键Ⅲ(52)、键Ⅳ(53)固定和定位定位环(6)。同时，在外套筒前部(15)部分靠近前端盖一侧的表面，设有与空心圆柱体同轴的一圈环状凸起(17)，用于与内套筒(2)的环形槽(11)相配合，起定位作用。安装时将环状凸起插入环形槽，将外套筒架套在外套筒后部(16)上。随后上紧外套筒架下方的螺栓Ⅲ(34)，使外套筒架抵住定位轴肩，完成外套筒的安装。在外套筒(3)的外壁面沿轴线方向设有一排贯穿壁面的方形锯齿槽(18)，每一个方形锯齿都对应着下方内套筒(2)上的测压孔(14)，锯齿的作用是定位和固定测压传感器(4)，槽的作用是安装传感器升降机构(9)。在外套筒后部(15)的部分外壁上，开有贯穿的两圆柱孔，通过销Ⅰ(47)销Ⅱ(48)装配传感器升降机构(9)。所述的测压传感器(4)，结构分为两部分，上部为典型开关结构，由一空心长方体(19)和一空心直角三角体(20)组成，三角体在勾所对应的角上开有轴孔，长方体在靠近底部的一角开有轴孔，三角体和正方体通过轴相连。轴上套有弹簧，弹簧两端伸出一部分分别抵住三角体和长方体。三角体宽度小于长方体宽度，弹簧收缩时，三角体可收入长方体内部。弹簧伸展时，三角体弹出，这时三角体可嵌入与其等宽的方形锯齿槽的方形锯齿中，由此与下方内套筒(2)的测压孔(14)相对应，起到定位测压传感器(4)的作用。同时，在长方体顶部设有圆形的测压管口(21)，底部设有圆形的探针插口，作用是插入圆柱形探针(23)。在长方体靠近底部的位置开有两道凹入长方体内部的矩形槽(22)，槽的形状及尺寸与传感器升降机构(9)的杆Ⅲ(41)相同，作用是将测压传感器(4)装配在传感器升降机构(9)的杆Ⅲ(41)上。测压传感器(4)的下部为一中空圆柱形探针(23)，装配在上部长方体底部所设的探针插口中，然后从长方体顶部的测压管孔(21)伸入测压管，将测压管与探针相连，完成测压传感器(4)的装配。所述的传感器升降机构(9)，材料为45号钢。分为平行四边形机构部分和拉杆机构部分，由杆Ⅰ(39)、杆Ⅱ(40)、杆Ⅲ(41)、杆Ⅳ(42)、杆Ⅴ(43)、杆Ⅵ(44)、杆Ⅶ(45)、杆Ⅷ(46)依次相连组成。平行四边形机构由杆Ⅰ(39)、杆Ⅱ(40)、杆Ⅲ(41)、杆Ⅳ(42)组成，其截面为矩形，杆体为长方体，两端开有用于连接的螺栓孔。杆Ⅲ(41)为传感器平移轨道，轨道由长方体杆上开贯穿U型槽形成，轨道尺寸与测压传感器的矩形槽相同，用于装配测压传感器，杆Ⅲ(41)两端同样开有用于连接的螺栓孔。平行四边形机构固定点为杆Ⅱ(40)两端，通过圆柱销销Ⅰ(47)销Ⅱ(48)装配本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，包括由杆Ⅰ(39)、杆Ⅱ(40)、杆Ⅲ(41)、杆Ⅳ(42)、杆Ⅴ(43)、杆Ⅵ(44)、杆Ⅶ(45)、杆Ⅷ(46)组成的传感器升降机构，由内套筒(2)、外套筒(3)、外套筒架(5)组成的旋转机构，由外套筒架(5)、定位环(6)组成的定位机构，由定位环(6)、弹簧(7)组成的后拉机构，其特征在于所述的内套筒(2)通过螺栓Ⅰ(32)与机架(13)相连，外套筒(3)通过前端环形槽(11)套在内套筒(2)外部，可沿轴线相对于内套筒(2)旋转，传感器升降机构(9)连带测压传感器(4)通过销Ⅰ(47)、销Ⅱ(48)、销Ⅲ(49)装配在外套筒(3)的方形锯齿槽(18)中。
【技术特征摘要】
1.一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，包括由杆Ⅰ(39)、杆Ⅱ(40)、杆Ⅲ(41)、杆Ⅳ(42)、杆Ⅴ(43)、杆Ⅵ(44)、杆Ⅶ(45)、杆Ⅷ(46)组成的传感器升降机构，由内套筒(2)、外套筒(3)、外套筒架(5)组成的旋转机构，由外套筒架(5)、定位环(6)组成的定位机构，由定位环(6)、弹簧(7)组成的后拉机构，其特征在于所述的内套筒(2)通过螺栓Ⅰ(32)与机架(13)相连，外套筒(3)通过前端环形槽(11)套在内套筒(2)外部，可沿轴线相对于内套筒(2)旋转，传感器升降机构(9)连带测压传感器(4)通过销Ⅰ(47)、销Ⅱ(48)、销Ⅲ(49)装配在外套筒(3)的方形锯齿槽(18)中。2.根据权利要求1所述的一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，其特征在于所述的内套筒(2)圆柱体壁面开有8排测压孔(14)，沿圆截面呈45度角间隔分布，测压孔中填塞自修复橡胶，以此保持实验所需的压力。3.根据权利要求1所述的一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，其特征在于所述的外套筒架(5)由上部圆环和下部支柱组成，上部圆环的环形壁面上开有8个三角形槽(29)，所述的三角形槽形状为一等腰三角形，三角形顶角沿轴线方向指向前端盖，底边与外套筒架靠近后端盖一侧的面相切，向环形圆心方向切除材料制成，分布情况与内套筒(2)上的测压孔相同，沿圆面呈45度角间隔分布，每个三角形槽的顶角都对应其中一排测压孔所在的位置。4.根据权利要求1所述的一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置，其特征在于所述的外套筒(3)的外壁面沿轴线方向设有一排贯穿壁面的方形锯齿槽(18)，每一个方形锯齿都对应着下方内套筒(2)上的测压孔(14)，锯齿的作用是定位和固定测压传感器(4)，槽的作用是安装传感器升降机构(9)。5.根据权利要求1所述的一种可实现多孔介质稳态渗流过程多点压力测量的新装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜东兴，郑利晨，李莺歌，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：新型
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。