高温高压可视化微流量计量仪和计量方法技术

可视化微流量计量仪，应用于石油采收率微观流动实验。特征是：在外筒的两端分别固定有端盖。在外筒内通过固定有玻璃管和循环水浴管。在玻璃管内有一个隔离段塞。玻璃管与端盖中心孔之间的通过铁管线连接。在外筒的壁上沿轴向有观察窗。在外筒的外壁上沿观察窗固定有标尺。效果是：能在高温高压条件下进行微流量测量，而且处于密闭条件下测流量，排除了室内条件下因蒸发而带来的误差；获得的实验数据精确，能用于渗流实验的定量化研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油提高采收率微观流动实验中流量计量
，特 别涉及一种。
技术介绍
目前，在油气田开发物理模拟实验中，常温常压条件下，微流量的 液体计量一般采用电子天平称重的测量方法，气体计量一般采用气体 流量计或排水法的测量。在油田开发物理模拟实验中，实验条件普遍是高温8(TC高压20MPa 状态，在耐高温高压的钢制容器中实验，则无法直观到微流量计量， 只能依据进泵或退泵的读数来间接测量流量。对于微小流量而言，由 容器及连接管线间产生的计量误差将严重影响目标流量的测量精度， 误差值大于10%。如果将高温高压条件下的流体转换到常温常压条件下测量，则需要 利用流体压縮系数等参数进行计算，而不同条件、不同流体的物性参 数无法做到齐备，必须进行流体的物性参数先期测量，这样不仅严重 影响了实验进程，也增加了误差范围。微流量流体的计量问题制约了实验定量研究的深入开展。微观流体 实验是研究水、油或化学剂渗流机理的重要方法之一，但是由于无法 准确测量注入、产出油、气或水数量，而使实验结果只能用作定性研 究，限制了实验数据的应用范围
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高温高压可视化微流量计量仪和计量方 法，利用可视化微流量计量仪实验，实现微流量流体测量的可视化。 不仅能在高温高压条件下进行微流量测量，而且获得的实验结果能用 于渗流实验的定量化研究。克服电子天平称重的测量方法，受实验用 容器及连接管线影响计量结果，产生误差测量精度低的不足。本专利技术采用的技术方案是可视化微流量计量仪，包括端盖、外筒、标尺、固定支架、循环水 浴管、玻璃管和隔离段塞，其特征是外筒为圆筒状，在外筒的两端 分别固定有端盖。在端盖上有水浴循环管进出孔和中心孔。在外筒内 通过固定支架固定有玻璃管和循环水浴管。在玻璃管内有一个隔离段 塞，隔离段塞能在玻璃管内往复滑动，并将玻璃管内腔分割成两部分。 玻璃管两端分别穿过两个端盖中心孔。循环水浴管穿过端盖的水浴循 环管进出孔，循环水浴管能与恒温水浴连接。在外筒的壁上沿轴向有 观察窗。在外筒的外壁上沿观察窗固定有标尺。所述的固定支架有两个，固定支架为圆盘形，玻璃管穿过固定支架 的中心孔，循环水浴管穿过固定支架中心孔两侧孔。所述的循环水浴管有两个，两个循环水浴管的一端部相互联通，使 恒温水能在循环水浴管内流通循环。所述的玻璃管的内径在3 6mm之间。玻璃管的长度在100-120mm 之间。玻璃管采用石英玻璃材料制成。玻璃管能耐压最高30MPa，耐温 最高IO(TC。隔离段塞采用玻璃材料制成，在圆柱形外壁上加工成毛玻 璃，类似注射器内管。所述的观察窗的宽度为5毫米，长度在80-100mm之间。通过观察 窗能看到的隔离段塞在玻璃管内滑动情况即流体移动状态。标尺的长度在100 130mm之间，刻度以毫米为单位—。高温高压可视化微流量计量方法参阅图4。 A:连接可视化微流量计量仪(1) 通过连接管线连接实验模型和驱替系统，在实验模型的另一端 有连接管线。驱替系统是泵，作用是注入液体，试验模型是微观物理 模型。本领域的驱替实验的技术人员熟知连接管线、实验模型和驱替 系统并能完成连接。(2) 实验模型另一端的连接管线通过三通将连接管线分为两条。一 条连接阀管线上连接有阀门b和回压阀a，在阀门b与回压阀a之间的 管线上有三通，通过三通有管线连接可视化微流量计量仪的一个端盖 连接玻璃管的一端。玻璃管与端盖的密封通过旋紧密封，在回压阀a 的下部有集液容器a;在另一条连接管线上连接有阀门a和回压阀b， 在阀门a与回压阀b之间的管线上有三通，通过三通有管线连接可视 化微流量计量仪的另一个端盖连接玻璃管的一端，在回压b的下部有 集液容器b。从阀门b并通过可视化微流量计量仪和回压阀b，到达集 液容器b，形成一条试验液体通道；从阀门a并通过可视化微流量计量 仪和回压阀a，到达集液容器a，形成另一条试验液体通道。(3) 在可视化微流量计量仪的一个端盖1上循环水浴管穿过端盖引 出，连接恒温水浴。(4)先将隔离段塞用水打到一端，在再另一段注入液体，使玻璃 管内隔离段塞的两侧充满液体。B、 实验准备实验前将可视化微流量计量仪的玻璃管内压力升高至与试验模型 压力相同(利用回压阀调节控制)，试验模型的压力是15Mpa;开恒温 水浴循环热水，使可视化微流量计量仪的外筒内的温度与试验模型的 温度相同。试验模型的温度是可调的；C、 驱入液体(1) 打开一条连接管线上连接的阀门b，关闭回压阀a;关闭另一条 连接管线上连接的阀门a，打开回压阀b。注回压阀是一种能设定出 口压力的机械装置，压力低于设定值出口端不出液，压力大于或等于 设定值出液，并保持整个系统内有一定的实验压力。(2) 开动驱替系统压力范围0-30Mpa。利用驱替系统驱替实验模型 内的水、油或化学剂；实验模型内的水、油或化学剂通过连接管线进 入可视化微流量计量仪的玻璃管，实验模型内的液体以稳定流速进入 玻璃管并推动隔离段塞，隔离段塞推动玻璃管内的流体流到集液容器 b。D、 观察隔离段塞当隔离段塞开始移动时，开始计时，到某一刻 度停止再计时，记下段塞所走路程长度(S)，以及所用时间(T);E、 计算结果计量测量时间内的隔离段塞运移体积。利用公式 F = S,附/s ，,附/51、2,公式内的符号含义，段塞通过的距离为S，单位是m;段塞通过该 距离所用时间为T，单位是秒；管内径为D，单位是m;计算出流速V， 单位是m/s;计算出流量为Q，单位是m7s。F、当隔离段塞下行至标尺的一端时，转换阀门和回压阀，实现测 量过程的隔离段塞向另一端滑动，然后重复步骤C和步骤D，使实验连 续进行。即打开连接管线上连接的阀门a，关闭回压阀b;关闭另一条 连接管线上连接的阀门b，打开回压阀a。本专利技术的有益效果本专利技术高温高压可视化微流量计量仪和计量方 法，利用可视化微流量计量仪进行实验，实现高温高压条件下微流量 流体测量的可视化。不仅能在高温高压条件下进行微流量测量，而且处于密闭条件下测流量，排除了室内条件下因蒸发而带来的误差；获 得的实验数据精确，能用于渗流实验的定量化研究。克服电子天平称 重的测量方法，受实验用容器及连接管线影响计量结果，排除了用驱 替泵或采出泵测量的系统误差的不足。附图说明图1是本专利技术的可视化微流量计量仪结构示意图。 图2是可视化微流量计量仪内部部件结构示意图。 图3是图2的右视图。图4是利用可视化微流量计量仪进行定量计量的流程图。 图5是利用可视化微流量计量仪进行定量计量的流程图。 图6是两种方法的原油采收率对应曲线。其中，l.端盖，2.外筒，3.标尺，4.观察窗，5.固定支架，6.循环 水浴管，7.玻璃管，8.隔离段塞，9.驱替系统，IO.试验模型，11.连 接管线，12.阀门b， 13.回压阀a， 14.集液容器a， 15.可视化微流量 计量仪，16.恒温水浴，17.阀门a， 18.回压阀b， 19.集液容器b。具体实施例方式实施例1:以一个可视化微流量计量仪15为例，对专利技术作进一步 详细说明。参阅图1。本专利技术可视化微流量计量仪，包括端盖1、外筒2、标 尺3、固定支架5、循环水浴管6、玻璃管7和隔离段塞8。外筒2为 圆筒状，在外筒2的两端分别固定有一个端盖1。在一个端盖2上有两 个水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可视化微流量计量仪，包括端盖（１）、外筒（２）、标尺（３）、固定支架（５）、循环水浴管（６）、玻璃管（７）和隔离段塞（８），其特征是：外筒（２）为圆筒状，在外筒（２）的两端分别固定有端盖（１），在端盖（２）上有水浴循环管进出孔和中心孔，在外筒（２）内通过固定支架（５）上固定有玻璃管（７）和循环水浴管（６），在玻璃管（７）内有一个隔离段塞（８），隔离段塞（８）能在玻璃管（７）内往复滑动，并将玻璃管（７）内腔分割成两部分，玻璃管（７）两端分别穿过两个端盖（１）中心孔，循环水浴管（６）穿过端盖（１）的水浴循环管进出孔，在外筒（２）的壁上沿轴向有观察窗（４），在外筒（２）的外壁上沿观察窗（４）固定有标尺（３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦积舜，陈兴隆，张可，
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：11[中国|北京]