孔隙结构仪由压力系统（１）向测量系统（２）连续灌输至２００ＭＰａ的压力，真空系统（３）经管道连接到测量系统（２），其特征是：真空泵（４）经管道（６）与真空泵出口电磁阀（５）连接，电磁阀（５）的出口分别与进气电磁阀（７），岩芯室真空电磁阀（８）和汞瓶真空电磁阀（９）管道连接，电磁阀（５）的入口接大气，电磁阀（８）的出口和真空缓冲器（１７）管道连接，电磁阀（９）的出口分别经管道连接真空表（１０）和真空储汞瓶（１６），真空储汞瓶（１６）上端安装探针（２３）并和吸汞电磁阀（１２）的出口管道相连，电磁阀（１２）的入口和储汞瓶（１１）的出汞口管道相连，真空储汞瓶（１６）的出汞口和灌汞电磁阀（１５）的入口管道相连，电磁阀（１５）的出口和三通球阀（１４）的入口端管道相连，三通球阀（１４）的一端出口和卸汞电磁阀（１３）的入口管道相连，电磁阀（１３）的出口和储汞瓶（１１）的进汞口管道相连，真空缓冲器（１７）的上端管道连接真空热偶管（１８）并和真空测量系统（１９）电路相连，真空缓冲器（１７）的另一入口端和截止球阀（２０）管道相连，截止球阀（２０）的出口和岩芯室（２１）的上端管道相连，岩芯室（２１）的下端分成两路，一路和三通球阀（１４）的另一端出口管道相连，另一路和电容体积计（２５）的下端管道（２４）相连，电容体积计（２５）的另一端和压力系统（１）的出口管道相连。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于借助测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，特别是测试多孔材料的孔隙体积这一
目前，美国Micromeritics公司生产的9220和9420型孔隙结构仪是当今世界上最为通用的一种孔隙结构仪。该仪器的工作压力可达到400MPa，利用电容原理测量体积膨胀计内汞量的变化。该仪器测量精度高，工作压力大，但是，该仪器的负压测试和正压测试必须分为两步进行，从而没有连续性，不能测量负压退汞时的数据，退汞不完全，而且体积膨胀计耗汞量大。国内96115667.8号专利公开了一种可以连续进行负压和正压测量的孔隙结构仪。该仪器最高工作压力可以达到50MPa，低于美国9220型的工作压力，因此不能检测孔隙半径小于15nm的致密岩样的微孔。该仪器采用超声波原理测量体积膨胀计，其体积分辨率小于10ul，精度等级稍微差一点。另外，通常的孔隙结构仪在抽真空后要对岩芯室灌汞，该仪器采用从储汞瓶直接吸入的方法灌汞，由于大气压力的变化及储汞瓶内汞液面的逐渐降低，很容易造成岩芯室内岩样上部的汞柱高度不稳定，影响岩样最大孔隙的测量精度。本专利技术的目的是提供一种用于分析岩石样品的孔隙结构仪，应能提高汞体积变化的分辨率，使岩芯室上端的静压力在小于10mmHg的范围内波动。孔隙结构仪由压力系统1向测量系统2连续灌输至200MPa的压力，真空系统3经管道连接到测量系统2，当压力系统1不工作的时候，真空系统3将测量系统2内抽取真空，真空泵4经管道6与真空泵出口电磁阀5连接，电磁阀5的出口分别与进气电磁阀7，岩芯室真空电磁阀8和汞瓶真空电磁阀9管道连接，电磁阀5的入口接大气，电磁阀8的出口和真空缓冲器17管道连接，电磁阀9的出口分别经管道连接真空表10和真空储汞瓶16，真空储汞瓶16上端安装探针23并和吸汞电磁阀12的出口管道相连，电磁阀12的入口和储汞瓶11的出汞口管道相连，真空储汞瓶16的出汞口和灌汞电磁阀15的入口管道相连，电磁阀15的出口和三通球阀14的入口端管道相连，三通球阀14的一端出口和卸汞电磁阀13的入口管道相连，电磁阀13的出口和储汞瓶11的进汞口管道相连，真空缓冲器17的上端管道连接真空热偶管18并和真空测量系统19电路相连，真空缓冲器17的另一入口端和截止球阀20管道相连，截止球阀20的出口和岩芯室21的上端管道相连，岩芯室21的下端分成两路，一路和三通球阀14的另一端出口管道相连，另一路和电容体积计25的下端管道24相连，电容体积计25的另一端和压力系统1的出口管道相连。岩芯室21和真空储汞瓶16放置在同一水平高度。电容体积计25的外层套管32由金属做成，外层套管32内装有一个下端封闭的玻璃细管31，玻璃细管31固定在固定座28上，固定座28放在金属管32腔体内部的下端，其下端做成收口状，固定座28的中心支撑玻璃细管31，其四周有孔，供汞液流通，玻璃细管31中装有液面高度固定的汞液30，汞液30的上端装有金属针状棒33，玻璃细管31和金属管32之间的空隙处装有液面高度变化的测量用汞液29，金属管32的下部与岩芯室21和三通球阀14的另一端出口管道连接。由于设置了一个真空储汞瓶16及抽真空的作用，该系统可以实现对岩芯室21的间接灌汞，被吸入真空储汞瓶16内的汞液在吸入的过程中既被脱气净化，减少了汞的损耗，提高了汞的利用率，有利环保和操作人员的人身健康。真空储汞瓶16和岩芯室21放置在同一水平高度，可以使这两个部件内的汞液水平面相等，减少了直接灌汞时对岩芯室的冲击现象，从而提高了对岩样大孔隙测量的准确度。电容体积计中间的一根细玻璃管内灌满汞液，形成电容计的一个电极，玻璃管本身为绝缘体，玻璃管外壁和金属管内壁之间的汞液形成电容计的另外一个电极。金属管壁有一定的强度，能够经受超高压。玻璃细管中间灌满汞液，加压时汞液同时受压，从而协助玻璃管经受高压而不破碎。有了这样一个电容体积计就能够将负压测定和正压测定连续进行并且能够测试负压退汞。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细描述。附图说明图1是孔隙结构仪流程图。图2是电容体积计结构图。图1是孔隙结构仪流程图当岩芯室21抽真空完毕，首先打开汞瓶真空阀9，对真空储汞瓶16抽真空，然后打开吸汞电磁阀12把储汞瓶11中的汞吸入真空储汞瓶16内。由于抽真空的作用，被吸入真空储汞瓶16内的汞被脱气净化，当汞在真空储汞瓶16内达到一定高度，触碰到探针23，探针23给出信号到控制仪器，使其发出指令，令灌汞电磁阀15与截止球阀14打开，把经过脱气净化后的汞慢慢地灌进岩芯室21和汞体积测量系统25。此时，真空储汞瓶16，岩芯室21构成了一个U型管的结构，汞液通过位差重力慢慢向岩芯室21充灌，形成对岩芯室21的间接灌汞。由于真空储汞瓶16内的压力(负压)与岩芯室21内的压力相等，而且它们的位置高度一样，形成一种等压灌汞的工况状态，从而完全避免了那种把汞液直接吸入岩芯室导致其上端静压力忽大忽小的不稳定现象，提高了对岩石样品大孔隙的测量精确度。测量系统2中的截止阀27只在加压测量过程中打开，并且只让中间介质通过，截止阀27从来不与汞接触。截止球阀14和截止球阀20在抽真空和灌汞时打开，灌汞结束后关闭，其阀门内腔不参与汞体积测量。各个阀门这样同测量系统连接大大提高了系统空白值的稳定性，将各个阀门内阀杆与阀杆动密封之间的微小间隙排除于测量过程。高压缓冲器26是在操作失误时起到储汞的作用，避免系统中的汞液窜入压力管路和压力泵中。真空缓冲器17也是在操作失误时起到储汞的作用。图2是电容体积计结构图电容体积计25可以连续测量真空状态下和高压状态下岩样的空隙体积，不必在两种状态中转换。金属管32与玻璃细管31之间环行腔体内的测量汞液29，玻璃细管31的管壁及玻璃细管31内的汞液30三者组成可变电容器。逐渐增大压力时，测量汞液29经过管路进入岩芯室21内被测岩石样品的孔隙中，测量汞液29的液面下降，引起电容量的变化，由于金属管32由耐高压的材质做成，金属管32内的玻璃细管31始终处在两种汞液的包围中，所以整个电容体积计能够在很高的压力下工作，也能在真空中工作，不必再加任何保护措施。权利要求1.孔隙结构仪由压力系统(1)向测量系统(2)连续灌输至200MPa的压力，真空系统(3)经管道连接到测量系统(2)，其特征是；真空泵(4)经管道(6)与真空泵出口电磁阀(5)连接，电磁阀(5)的出口分别与进气电磁阀(7)，岩芯室真空电磁阀(8)和汞瓶真空电磁阀(9)管道连接，电磁阀(5)的入口接大气，电磁阀(8)的出口和真空缓冲器(17)管道连接，电磁阀(9)的出口分别经管道连接真空表(10)和真空储汞瓶(16)，真空储汞瓶(16)上端安装探针(23)并和吸汞电磁阀(12)的出口管道相连，电磁阀(12)的入口和储汞瓶(11)的出汞口管道相连，真空储汞瓶(16)的出汞口和灌汞电磁阀(15)的入口管道相连，电磁阀(15)的出口和三通球阀(14)的入口端管道相连，三通球阀(14)的一端出口和卸汞电磁阀(13)的入口管道相连，电磁阀(13)的出口和储汞瓶(11)的进汞口管道相连，真空缓冲器(17)的上端管道连接真空热偶管(18)并和真空测量系统(19)电路相连，真空缓冲器(17)的另一入口端和截止球阀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟均，郑冰，陈红宇，范明，金聚畅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：
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