巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀
巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀
一、儀器功能
儀器根據(jù)驅(qū)替機(jī)理和相似原理模擬（壓力、溫度），并借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成果，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)傳感器技術(shù)可在模擬地層壓力，地層溫度的條件下開(kāi)展下列研究。
1．液體滲透率測(cè)定
在一定的流速下使液體通過(guò)巖心，通過(guò)測(cè)定巖心的進(jìn)出口壓差和流過(guò)巖心的液體的流量，結(jié)合其它參數(shù)，根據(jù)達(dá)西定律計(jì)算巖心液體滲透率。
2．液體流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)
在一定的壓力、溫度條件下，研究流體流經(jīng)巖心的過(guò)程中，相關(guān)參數(shù)的規(guī)律,如壓力、溫度、流速等。
二、主要技術(shù)參數(shù)
1．工作壓力
環(huán) 壓：50MPa
驅(qū)替壓力：40MPa
壓力測(cè)試精度：0.1%F·S
2．流量范圍：0.01～10mL/min
3．工作溫度：室溫～180℃，控溫精度：±1℃
4．電源：AC380V/50Hz 三相五線
5．總功率：6kW
三、儀器流程圖：
四、儀器的基本組成結(jié)構(gòu)
該儀器主要由注入系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。
注入系統(tǒng)：由注入泵、活塞容器、管閥件組成，可將各種流體按一定流量注入到模型內(nèi)。
模擬系統(tǒng)：由巖心夾持器、恒溫箱、環(huán)壓泵、回壓系統(tǒng)等組成。
計(jì)量系統(tǒng)：包括壓力測(cè)量、溫度測(cè)量、流量計(jì)量等。
數(shù)據(jù)采集處理：由各種數(shù)據(jù)采集卡、電腦、打印機(jī)、采集處理軟件組成，可適時(shí)采集壓力、溫度、流量等參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。
五、組成儀器各部件的技術(shù)規(guī)范
5-1．注入泵：
型號(hào)：LB1040平流泵采用89C52單片機(jī)與外圍接口芯片組成一個(gè)微機(jī)處理系統(tǒng)，利用高速數(shù)據(jù)處理和定時(shí)/計(jì)數(shù)功能，通過(guò)程序控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速和運(yùn)行狀態(tài)的控制。該系列泵可與計(jì)算機(jī)通訊接口，可多機(jī)通訊。
國(guó)內(nèi)使用非圓齒輪曲柄連桿機(jī)構(gòu)，保證流量計(jì)量精度，耐壓及平穩(wěn)性好；整體式機(jī)電合一，機(jī)械傳動(dòng)及正題結(jié)構(gòu)合理有減震防噪措施，噪音極?。痪哂袎毫y(cè)量和過(guò)壓保護(hù)、欠壓補(bǔ)償系統(tǒng)；壓縮自動(dòng)補(bǔ)償程序控制，使泵在高壓工作時(shí)流量精度保持穩(wěn)定。
五、主要技術(shù)指標(biāo)：
（1）、流量范圍:0.01-9.99ml/min
?。?）、工作壓力:0～40MPa
?。?）、重復(fù)精度％:±1
（4）、流量精度％ :±3
(5)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 h :＞240
(6)、單缸容積μl :100
5-2．活塞容器：
ZR-3型活塞容器為試驗(yàn)提供循環(huán)流體或驅(qū)替流體，主體材料為316L不銹鋼，抗腐蝕、耐高溫，容器內(nèi)采用活塞結(jié)構(gòu)，活塞部分采用組合形式，密封圈松緊可調(diào)，可根據(jù)需要調(diào)至狀態(tài)，既密封又使摩擦阻力小，容器內(nèi)液面還可以根據(jù)平流泵的累積流量、容器內(nèi)裝介質(zhì)的多少、容積尺寸等參數(shù)由計(jì)算機(jī)在驅(qū)替流程中的容器上用介質(zhì)逐漸減少形象的表示出來(lái)，當(dāng)驅(qū)替到所裝介質(zhì)一定的百分比后，可自動(dòng)切斷恒速泵電源。為保證試驗(yàn)的溫度條件，將容器置于容器恒溫箱內(nèi)，規(guī)格1000mL/50MPa，2只。
5-3．巖心夾持器：
TY-4型夾持器，材質(zhì)為316L不銹鋼。規(guī)格為φ25×100/50MPa，溫度為180℃。該型號(hào)的夾持器結(jié)構(gòu)形式具有以下特點(diǎn)：
?。?）由于采用外螺紋結(jié)構(gòu)形式，使其具有體積小、重量輕，死體積小，拆卸方便，實(shí)用性強(qiáng)，耐壓高等特點(diǎn)。
?。?）采用了端面密封結(jié)構(gòu)形式，使其具有了拆裝封頭及巖心的方便，換膠皮筒或O形圈時(shí)無(wú)需用拆卸手柄即可旋下壓帽，移開(kāi)封頭。常規(guī)情況下?lián)Q巖心時(shí)壓帽及封頭均無(wú)須拆卸，只須旋出調(diào)節(jié)螺母，用專用工具退出巖心即可。
5-4.環(huán)壓泵：
SYB-60型手動(dòng)泵，為巖心施加環(huán)向壓力，密封巖心，形成完整流體通過(guò)路徑，防止流體沿巖心外側(cè)流出。工作壓力≤60MPa
5-5．回壓控制系統(tǒng):
用于控制巖心夾持器的出口壓力，由頂部加載式回壓閥和緩沖容器、回壓泵組成。
回壓容器：ZR-2型，600mL，50MPa，配備壓力儀表
回壓閥：HY-2型頂部加載式，50MPa
回壓泵：SYB-60型手動(dòng)泵
5-6．恒溫箱：
前后開(kāi)門，內(nèi)裝射燈，不銹鋼內(nèi)膽，采用靜音軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行箱內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)，外部采用A3磷化噴塑，美觀大氣。配備腳輪和支撐腳，移動(dòng)方便，定位水平可調(diào)。
采用PID調(diào)節(jié)控溫技術(shù)，箱內(nèi)溫度均勻，控溫精度高：
工作溫度：180℃±1℃
內(nèi)膽尺寸：1000×650×800㎜（長(zhǎng)×寬×高）
5-7．閥門、管線、管件及流程：
采用DW6內(nèi)卡套式高壓閥門及管件，耐壓60MPa，316L不銹鋼材質(zhì)制作。
5-8．計(jì)量系統(tǒng)：
壓力計(jì)量：測(cè)量精度0.1%F·S，用于巖心進(jìn)出口壓力測(cè)量，量程為40MPa，數(shù)顯表顯示，也可通過(guò)數(shù)顯表上的RS232口由計(jì)算機(jī)采集。
溫度計(jì)量：采用pt100測(cè)溫探頭，XMT-7512ZXG5溫控儀設(shè)定、控制、測(cè)量溫度。溫度也可由計(jì)算機(jī)設(shè)定，采集。
流量計(jì)量：采用天平稱重法計(jì)算液體流量
天平規(guī)格：量程2200g，精度0.01g
計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集計(jì)算流量值
5-9．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)：
采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI數(shù)據(jù)采集板適時(shí)采集壓力、溫度、流量。
5-10．自動(dòng)控制系統(tǒng)：
計(jì)算機(jī)可對(duì)下列外部設(shè)備進(jìn)行控制
?。?）注入泵：通過(guò)泵的通訊接口，計(jì)算機(jī)可對(duì)泵的注入流量進(jìn)行控制；
（2）天平：通過(guò)天平的通訊接口，計(jì)算機(jī)可對(duì)天平進(jìn)行去皮操作；
5-11．應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)處理：
軟件在windows環(huán)境下運(yùn)行，采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)采集所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運(yùn)行等。
計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報(bào)表、分析報(bào)表以及曲線圖，同時(shí)生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式，可隨時(shí)導(dǎo)入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。
計(jì)算機(jī)： 主頻2.8G，內(nèi)存8G，硬盤1T，22∥液顯
六、主要技術(shù)特征
1．裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同要求進(jìn)行組合；
2．能模擬地層條件下進(jìn)行高溫高壓驅(qū)替試驗(yàn)；
3．實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制、采集、處理；
4．儀器的結(jié)構(gòu)合理、外型美觀大方、操作方便、經(jīng)久耐用；
5．選購(gòu)件齊全，可根據(jù)不同試驗(yàn)要求，選購(gòu)不同規(guī)格的模型，使儀器廣泛應(yīng)用于各種試驗(yàn)研究領(lǐng)域。
七、安全
儀器的安全操作涉及到操作者的人身安全和儀器的正常使用壽命，廠家提醒操作者注意如下要點(diǎn)：
1．儀器的各類儀表和計(jì)算機(jī)必須保證正確的電源輸入，必須配有自動(dòng)穩(wěn)壓保護(hù)裝置。
2．儀器各部保證有良好的接地。
3．流程管匯各部的壓力不高于設(shè)計(jì)壓力，特別不能高于各種檢測(cè)儀表的量程，使用氣體加壓時(shí)必須格外小心。
4．儀器的閥門設(shè)計(jì)為手動(dòng)操作，請(qǐng)按試驗(yàn)步驟預(yù)先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程走向，任何一閥門的操作錯(cuò)誤均可能導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)的失敗。
5．系統(tǒng)在高溫操作時(shí)，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。
八、安裝
儀器出廠時(shí)已全部安裝就緒，并經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試。為了方便包裝運(yùn)輸，儀器分成不同部分包裝，安裝時(shí)請(qǐng)仔細(xì)參閱流程圖。
安裝工作也可由廠方技術(shù)人員和用戶共同完成，以便用戶進(jìn)一步熟悉儀器，便于日后日常維護(hù)。
九、維護(hù)
電子天平要避免強(qiáng)烈振動(dòng)，切不可過(guò)載，其詳細(xì)的注意事項(xiàng)請(qǐng)閱讀天平說(shuō)明書。
本儀器所配計(jì)算機(jī)為儀器的專用控制機(jī)，切忌亂拷軟件，尤其是來(lái)歷不明的U盤，計(jì)算機(jī)病毒可能會(huì)導(dǎo)致控制及數(shù)據(jù)采集的混亂和錯(cuò)誤。
儀器所有與液體接觸的部分均為不銹鋼材質(zhì)，有一定的抗腐蝕性能，平時(shí)使用時(shí)注意不要將腐蝕性溶液滴到操作平臺(tái)上，若不小心濺到，需及時(shí)處理。
長(zhǎng)期使用會(huì)造成對(duì)流程密封件的正常破損，影響密封性能，所以，建議定期對(duì)儀器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對(duì)儀器.的泄露部分更換密封件，對(duì)經(jīng)常使用者其周期以3個(gè)月為宜。
十、巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)儀主要配置
序號(hào) | 名稱 | 技術(shù)要求 | 單位 | 數(shù)量 |
1 | 平流泵 | 工作壓力：40MPa； 流量范圍：0.01～10mL/min | 臺(tái) | 1 |
2 | 中間容器 | 容積：1000mL，耐壓50MPa | 套 | 2 |
3 | 巖心夾持器 | 巖心規(guī)格：φ25×100mm壓力：50MPa | 臺(tái) | 1 |
4 | 環(huán)壓泵 | SYB-60型,使用壓力：50MPa | 臺(tái) | 1 |
5 | 回壓系統(tǒng) | 回壓容器600ml/50MPa 回壓泵：SYB-60 回壓閥：HY-2 | 套 | 1 |
6 | 壓力測(cè)量系統(tǒng) | 入口壓力60MPa，出口壓力40MPa量程 | 套 | 2 |
7 | 恒溫箱 | 工作溫度：180℃±1℃ 工作室內(nèi)尺寸：1000×650×800㎜mm | 套 | 1 |
8 | 天平 | 量程2200g，精度0.01g | 臺(tái) | 1 |
9 | 儀表、控制柜及面板 | 控制柜A3板材磷化噴塑，面板鋁材 | 套 | 1 |
9 | 閥門、管件、線路 | DW6內(nèi)卡套式高壓閥門及管件，耐壓60MPa | 套 | 1 |
10 | 數(shù)據(jù)采集、計(jì)量軟件系統(tǒng) | MOXA、VB編程,軟件開(kāi)發(fā) | 套 | 1 |
11 | 電腦 | 主頻2.8G，內(nèi)存8G，硬盤1T，22液顯 | 臺(tái) | 1 |
