旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法，旋转填砂装置包括：具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的容器，以及，安装在所述容器上的振荡器；所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口；其中，在所述转轴转动时，所述容器随所述旋转平台绕所述转轴转动。本发明专利技术能够有效控制目标砂层进行离心旋转及振荡处理，进而能够大幅降低砂层的渗透率，使得经离心旋转及振荡处理后的砂层能够模拟真实油藏条件。

【技术实现步骤摘要】
旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法
本专利技术涉及油田开发
，具体涉及一种旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法。
技术介绍
在油藏物理模拟实验中，填砂模型具有易制作及易观察的特点，通过在填砂模型中进行填砂来获取砂层的渗透率，以模拟油藏的驱替效果。另外，在填砂模型中进行填砂的方式通常为将洗净、晾干(或一定潮度)的砂子按照一定的大小比例混合均匀后，逐渐加入填砂模型内，但由于模拟精度的要求，不能仅仅将砂子加入填砂模型，还需要对加入填砂模型的砂层以震动或压实等处理方式来降低填砂的渗透率，而应用何种装置如何降低填砂的渗透率，已成为了油藏物理模拟实验中的研究课题。现有的降低砂层的渗透率的方式一般采用震动设备或人工震动装有砂层的填砂模型，也可以采用应用压力机对填砂模型的砂层进行压实处理。然后，无论是上述现有技术中的哪种方式，获得的砂层的渗透率通常都在2D(达西)以上，只能模拟高(特高)渗透油藏的驱替效果，并不能模拟模拟符合中渗(50～500mD)或低渗(<50mD)油藏的驱替效果的真实油藏条件。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法，能够有效控制目标砂层进行离心旋转及振荡处理，进而能够大幅降低砂层的渗透率，使得经离心旋转及振荡处理后的砂层能够模拟真实油藏条件。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种旋转填砂装置，包括：具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的容器，以及，安装在所述容器上的振荡器；所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口；其中，在所述转轴转动时，所述容器随所述旋转平台绕所述转轴转动。一实施例中，所述容器的数量为2的整数倍，且所述转轴垂直设置在所述旋转平台的轴中心处；各个所述容器等距离安装在所述旋转平台上，使得在所述转轴转动时，各个所述容器均随所述旋转平台绕所述转轴转动。一实施例中，还包括：具有凹槽的固定座，且所述固定座固定设置在所述旋转平台上；所述容器的底部安装在所述固定座的凹槽内。一实施例中，所述固定座的凹槽与所述固定座的底部之间、所述凹槽与所述固定座的侧壁之间分别设有弹簧孔；所述弹簧孔内设有弹簧，且该弹簧的固定端设置在所述弹簧孔内，所述弹簧的自由端朝所述固定座的凹槽所在方向延伸。一实施例中，所述容器的底部设有排水孔，且所述固定座的外壁设有与所述凹槽连通的出水孔。一实施例中，还包括：具有凹槽的稳定器，且所述稳定器固定设置在所述转轴上；所述容器的顶部安装在所述稳定器的凹槽内。一实施例中，所述稳定器的凹槽与所述稳定器的侧壁之间设有弹簧孔；所述弹簧孔内设有弹簧，且该弹簧的固定端设置在所述弹簧孔内，所述弹簧的自由端朝所述稳定器的凹槽所在方向延伸。一实施例中，所述振荡器包括振荡转换器以及连接在该振荡转换器一端的振荡弹簧；所述振荡转换器及振荡弹簧均套设在所述容器上；所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端安装在所述转轴上。一实施例中，所述转轴上设有沿其竖直方向延伸的滑槽，且所述滑槽内设有至少一个定位点；所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端经所述定位点安装在所述转轴上。一实施例中，所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端固定连接有一连接杆，该连接杆与一调节环固定连接；所述调节环套设在所述转轴上，且所述调节环上设有与所述定位点配合连接的调节钮。第二方面，本专利技术提供一种应用于填砂模型的旋转填砂系统，包括：主控机、同步旋转电路连接器，以及，所述的旋转填砂装置；所述容器为填砂模型的模型管；所述同步旋转电路连接器设置在所述转轴的远离所述旋转平台的端面上；所述主控机经所述同步旋转电路连接器与所述旋转平台电连接。一实施例中，还包括：具有水管线的注水泵；所述注水泵与所述主控机通信连接；所述注水泵的水管线通过一可拆卸式接头与所述模型管的填砂注水口连通。一实施例中，还包括：稳定基座；所述稳定基座安装在所述旋转平台底部。一实施例中，所述同步旋转电路连接器包括同轴交替设置的绝缘环和轴承；所述轴承的内轴承与所述转轴固定连接，并在所述转轴转动时，随所述转轴转动，所述旋转平台的内电线自所述内轴承的内部与一个内轴承电连接；所述轴承的外轴承与内轴承之间导电连接，且所述主控机的外电线与一个所述外轴承电连接。一实施例中，所述振荡器经由一内电线自所述内轴承的内部与一个所述内轴承电连接，并经由与所述外轴承电连接的一外电线连接至一振荡控制器；其中，所述振荡控制器与所述主控机通信连接。第三方面，本专利技术提供一种应用于填砂模型的旋转填砂方法，所述旋转填砂方法应用一种旋转填砂装置实现，该旋转填砂装置包括：具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的填砂模型的模型管，以及，安装在所述模型管上的振荡器，所述模型管具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口，其中，在所述转轴转动时，所述振荡器随所述旋转平台绕所述转轴转动，所述旋转填砂方法包括：旋转及振荡步骤：控制盛装有砂粒层及水的模型管随所述旋转平台绕所述转轴进行匀速旋转，并在旋转时长满足第一时长后停止旋转，以及，应用所述振荡器控制所述模型进行振荡，并在振荡时长满足第二时长后停止振荡；以及，重复执行所述旋转及振荡步骤，并在每次重复执行该重复执行旋转及振荡步骤时均改变旋转方向。一实施例中，在所述旋转及振荡步骤之前，所述旋转填砂方法还包括：经所述填砂注水口在所述模型管内铺设多层的第一砂粒，形成初始的砂粒层，并加入高于该砂粒层表面的水。一实施例中，还包括：经所述填砂注水口在所述模型管内铺设包含有第一砂粒的混合砂粒，在当前砂粒层上形成新的砂粒层，并加入高于砂粒层表面的水；以及，重复执行旋转及振荡步骤，并在每次重复执行该重复执行旋转及振荡步骤时均改变旋转方向。一实施例中，所述混合砂粒中包含有五种砂粒，其各种砂粒之间的半径不同；所述第一砂粒的半径大于所述混合砂粒中其他种类的砂粒的半径。一实施例中，还包括：判断当前模型管内的砂粒层高度是否高于高度阈值；若是，则经所述填砂注水口在所述模型管内铺设由第一砂粒组成的砂粒层，并控制所述模型管内的水排出。一实施例中，所述混合砂粒中的五种砂粒的半径比例为1：0.414：0.225：0.177：0.116，且半径比例依次为1：0.414：0.225：0.177：0.116的五种砂粒的混合配比依次对应为1:1:1:2:2。由上述技术方案可知，本专利技术提供一种旋转填砂装置、应用于填砂模型的旋转填砂系统及方法，其中的旋转填砂装置设有具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的容器，以及，安装在所述容器上的振荡器；所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口；其中，在所述转轴转动时，所述容器随所述旋转平台绕所述转轴转动，通过具有转轴的旋转平台及安装在所述旋转平台上的容器的设置，能够使得装设在容器内的砂层进行有效及可靠地的离心旋转处理，通过安装在所述容器上的振荡器能够实现对容器内的砂层进行振动处理，同时，所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口，使得该容器内在能够装设砂粒的同时，还能够盛装水，能够通过水的浸泡作用降低砂粒间的摩擦及排除了气体界面的额外阻力，能够在保持填砂模型优点的基础上，有效并可靠地降低填制的渗透率，使之填砂模型的砂层达到中渗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转填砂装置，其特征在于，包括：具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的容器，以及，安装在所述容器上的振荡器；所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口；其中，在所述转轴转动时，所述容器随所述旋转平台绕所述转轴转动。

【技术特征摘要】
1.一种旋转填砂装置，其特征在于，包括：具有转轴的旋转平台、安装在所述旋转平台上的容器，以及，安装在所述容器上的振荡器；所述容器具有容砂腔，以及与所述容砂腔连通的填砂注水口；其中，在所述转轴转动时，所述容器随所述旋转平台绕所述转轴转动。2.根据权利要求1所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述容器的数量为2的整数倍，且所述转轴垂直设置在所述旋转平台的轴中心处；各个所述容器等距离安装在所述旋转平台上，使得在所述转轴转动时，各个所述容器均随所述旋转平台绕所述转轴转动。3.根据权利要求1所述的旋转填砂装置，其特征在于，还包括：具有凹槽的固定座，且所述固定座固定设置在所述旋转平台上；所述容器的底部安装在所述固定座的凹槽内。4.根据权利要求3所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述固定座的凹槽与所述固定座的底部之间、所述凹槽与所述固定座的侧壁之间分别设有弹簧孔；所述弹簧孔内设有弹簧，且该弹簧的固定端设置在所述弹簧孔内，所述弹簧的自由端朝所述固定座的凹槽所在方向延伸。5.根据权利要求3所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述容器的底部设有排水孔，且所述固定座的外壁设有与所述凹槽连通的出水孔。6.根据权利要求1所述的旋转填砂装置，其特征在于，还包括：具有凹槽的稳定器，且所述稳定器固定设置在所述转轴上；所述容器的顶部安装在所述稳定器的凹槽内。7.根据权利要求6所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述稳定器的凹槽与所述稳定器的侧壁之间设有弹簧孔；所述弹簧孔内设有弹簧，且该弹簧的固定端设置在所述弹簧孔内，所述弹簧的自由端朝所述稳定器的凹槽所在方向延伸。8.根据权利要求1所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述振荡器包括振荡转换器以及连接在该振荡转换器一端的振荡弹簧；所述振荡转换器及振荡弹簧均套设在所述容器上；所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端安装在所述转轴上。9.根据权利要求8所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述转轴上设有沿其竖直方向延伸的滑槽，且所述滑槽内设有至少一个定位点；所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端经所述定位点安装在所述转轴上。10.根据权利要求9所述的旋转填砂装置，其特征在于，所述振荡弹簧的远离所述振荡转换器的一端固定连接有一连接杆，该连接杆与一调节环固定连接；所述调节环套设在所述转轴上，且所述调节环上设有与所述定位点配合连接的调节钮。11.一种应用于填砂模型的旋转填砂系统，其特征在于，包括：主控机、同步旋转电路连接器，以及，如权利要求1至10任一项所述的旋转填砂装置；所述容器为填砂模型的模型管；所述同步旋转电路连接器设置在所述转轴的远离所述旋转平台的端面上；所述主控机经所述同步旋转电路连接器与所述旋转平台电连接。12.根据权利要求11所述的旋转填砂系统，其特征在于，还包括：具有水管线的注水泵；所述注水泵与所述主控机通信连接；所述注水泵的水管线通过一可拆卸式接头与所述模...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴隆，韩海水，王敬瑶，高建，张娜，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11