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一、DW-B型多功能物理模擬綜合評價系統儀器功能
1.氣體滲透率測定
2.氣體孔隙度測定
3.水驅油、化學驅油、氣驅油、泡沫驅油、混相驅油實驗。
4.液體滲透率測定
在一定的流速下使液體通過巖心,通過測定巖心的進出口壓差和流過巖心的液體的流量,結合其它參數,根據達西定律計算巖心液體滲透率。
5.滲透率梯度的測定
該測試主要依據沿巖心長度方向帶測壓孔的長巖心夾持器,在一次實驗中,便可在不破壞巖心原有性質的基礎上,測出巖心的整段和分段的滲透率值。
6.地層傷害評價
研究壓裂液、鉆井液、完井液等在井眼中循環(huán)流經井壁時,對地層所造成的傷害。
這種驅替系統采用動態(tài)濾失巖心夾持器,可模擬作業(yè)液在井筒中的剪切和測量濾失量,研究其傷害的深度??蓽y定如下參數
濾失量、初始滲透率、恢復滲透率、滲透率損害率
7.地層敏感性評價試驗。
二、DW-B型多功能物理模擬綜合評價系統主要技術參數
1.工作壓力
環(huán) 壓:0-110MPa
驅替壓力:0-100MPa
壓力測試精度:0.1%F·S
2.流量范圍
液體: 0.0001~20mL/min
氣體:0-3000sccm
3.模型規(guī)格
巖心夾持器規(guī)格
φ25×25-150mm , φ25×1000mm , φ38×300-600mm
φ110×150mm , 45×45×300mm
填砂模型規(guī)格
φ38×1000mm, φ6×20000mm, φ10-φ25×1500mm
動態(tài)濾失夾持器 φ25×300mm 四測壓孔
4.泥漿循環(huán)流量0-1000ml/min可調
5.工作溫度:180℃,控溫精度:±1℃
6.電源:交流380V, 50HZ
7.總功率:8Kw
三、儀器的基本組成結構
該儀器主要由氣測滲透率系統、氣測孔隙度系統、注入系統、泥漿傷害系統、模型系統、計量系統、自動控制系統、數據采集與處理系統組成。詳見工作流程:
氣測滲透率系統:由調壓閥,氣體流量計等組成,用于各種巖心及模型氣體滲透率測定。
氣測孔隙度系統:由調壓閥,定容器,孔隙度夾持器等組成,用于巖心孔隙度測量。
注入系統:由注入泵、中間容器、氣液比注入控制系統、泡沫發(fā)生器、管閥件組成,可將各種流體按一定流量注入到模型內。
泥漿系統:由泥漿循環(huán)泵、循環(huán)自動切換管線回路等組成,研究壓裂液、鉆井液、完井液等在井眼中循環(huán)流經井壁時,對地層所造成的傷害。
模擬系統:由巖心夾持器、填砂模型管、非均質模型、恒溫箱、環(huán)壓泵、回壓系統等組成。
計量系統:包括壓力測量、溫度測量、流量計量、油氣水體積計量等。
自動控制系統:計算機自動控制注入泵的流量,環(huán)壓泵自動跟蹤內壓,恒溫箱加熱恒溫,壓力變送器量程自動切換等。
數據采集處理:由各種數據采集卡、計算機、打印機、采集處理軟件組成,可適時采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等參數,并對數據進行運算處理。
四、組成儀器各部件的技術規(guī)范
1.注入泵(用戶自備) 2臺
型號:ISCO100DX型
該泵采用伺服電機、伺服系統,微電腦控制其運行,液晶面板顯示,工作壓力:20000psi,流量:0.0001~25mL/min
泵也可由計算機操作,實現遠程控制。(使用方法詳見其說明書)
2.中間容器
ZR-3型活塞式:容積:2000ml,耐壓:100MPa,材質:316L,數量:2只。
ZR-3型活塞式:容積:1000ml,耐壓:100MPa,材質:316L,數量:4只。
ZR-2型活塞式:容積:1000ml,耐壓:100MPa,材質:316L,數量:3只。
ZR-3型活塞式:容積:6000ml,耐壓:100MPa,材質:316L,數量:2只。
用于存儲驅替介質,并起緩沖作用。
3.氣液比例注入控制系統
由泡沫發(fā)生器、氣體增壓泵、雙缸恒速泵、高壓儲氣罐及回壓控制系統組成。氣、液按設定比例輸入泡沫發(fā)生器產生泡沫。從而對選擇不同氣液比產生的泡沫效果及泡沫驅油效率方案優(yōu)選提供依據。
本系統提供控制氣體流量的方式:
用氣體增壓泵將氣體增壓到高壓活塞容器里面,高壓活塞容器內氣體壓力由出口回壓閥控制,用恒速泵注入液體推進活塞將氣體注入泡沫發(fā)生器。如果活塞內壓力為P2,恒速泵的流量為Q2,巖心進口壓力為P1,要求氣體流量為Q1,則有P1Q1=P2Q2
式中P2為定值,當P1變化時,為保證Q1不變,就要不斷改變Q2的流量。本裝置通過壓力變壓器實時采集壓力P1的值,由計算機自動控制恒速泵,隨P1的變化而不斷改變泵的排量Q2,確保氣體流量Q1的恒定輸入泡沫發(fā)生器,保證恒定的氣液比例。
4.泡沫發(fā)生器
泡沫發(fā)生器采用*的設計結構,氣體沿切線方向射入起泡液中,使起泡液、氣體產生旋轉充分混合,其頂部安裝多孔的燒結板,氣液混合物通過后形成豐富的泡沫。
泡沫發(fā)生器的出口安裝高壓觀察窗,可觀察形成的泡沫狀態(tài)穩(wěn)定性。工作壓力:50MPa。
5.模型
A.巖心夾持器
適用巖心規(guī)格:φ25×25-150mm ,工作壓力:100MPa,材質:316L
適用巖心規(guī)格:φ25×1000mm ,工作壓力:100MPa,材質:316L
適用巖心規(guī)格:φ38×300-600mm ,工作壓力:100MPa,材質:316L
適用巖心規(guī)格:φ110×150mm ,工作壓力:100MPa,材質:316L
孔隙度夾持器:φ25×100mm,φ38×100mm,φ110×150mm
B.填砂模型管
φ38×1000mm,四測壓點均布,內壁打毛,工作壓力:60MPa,材質:316L
φ6×20000mm,細管模型。工作壓力:60MPa,材質:316L
φ10-φ25×15000mm,變徑模型管。工作壓力:60MPa,材質:316L
C.非均質模型
規(guī)格:45×45×300mm
工作壓力:60Mpa
材質:316L
D. 動濾失巖心夾持器
該夾持器暴露出一個端面以便所測流體流過巖心端面,測試流體通過巖心產生濾失,且在巖心端面上形成濾餅,沿夾持器襯套軸向布置測壓孔,以便測定測試液侵入深度和巖心端面堵塞程度。
工作壓力:100MPa ,環(huán)壓110MPa ,材質: 316L
適用巖心規(guī)格:Φ25×300mm,四測壓點。
6.作業(yè)液循環(huán)泵
壓力100MPa,泵腔容積2000ml,流量0-1000ml/min可調。
7.氣體增壓泵
2J-XZ10/40,用于氣體增壓。
8.調壓閥
高壓調壓閥,進口壓力:10000psi,出口壓力50-6000psi。
低壓調壓閥,進口壓力:3500psi,出口壓力0-600psi。
9.環(huán)壓跟蹤泵
在系統驅替過程中,隨著驅替流體的注入,巖心進口壓力不斷升高,為了使驅替流體通過巖心, 阻止驅替流體沿壁的滲流,通過環(huán)壓跟蹤泵跟蹤巖心進口壓力,保持凈圍壓恒定。
工作壓力:120MPa
10.回壓控制系統
用于控制巖心出口壓力,模擬地層孔隙壓力。
回壓泵:工作壓力100MPa
回壓緩沖容器:ZR-2型,1000mL、100MPa
回壓閥:頂部加載式,100MPa
11.恒溫箱
工作溫度:180℃±1℃
工作室內尺寸:2200×800×850㎜(長×寬×高)
前后開門,內裝照明燈,不銹鋼材料制作
熱風循環(huán),采用PID調節(jié)控溫技術,箱內溫度均勻,控溫精度高。
安裝滾動腳輪,移動方便。
12.閥門、管線、管件及流程
采用DW3內卡套式高壓閥門及管件,耐壓100MPa,材質: 316L
13.高壓觀察窗
采用進口玻璃,耐高壓高溫,用于泡沫狀態(tài)觀察,出口驅出油狀態(tài)觀察。
工作壓力:40Mpa,工作溫度:180℃
14.計量系統
壓力計量:用壓力變送器測量壓力,為保證測量精度,每個測壓點選用三個不同量程的壓力變送器,并可自動切換,量程分別為:1MPa 10MPa 100MPa
所有壓力采用WP-C801-20-12-P壓力數顯表顯示,也可通過數顯表上的RS232口由計算機采集。
濾失壓力變送器:100Mpa
氣體壓力變送器:100MPa
孔隙度測量壓力變送器:1Mpa
溫度計量:采用pt100測溫探頭,XMT-7512溫控儀設定、控制、測量溫度。溫度也可由計算機設定,采集。
流量計量:采用天平稱重法計算液體流量
天平型號:BS2202S,量程2200g,精度0.01g
計算機自動采集計算流量值
油水體積計量: 采用攝像法進行油水體積自動計量。
氣體體流量計量:用于氣體滲透率測量,量程10sccm,500sccm,3000sccm。
15.壓力自動識別切換系統
為保證壓力測量精度,系統采用高、中、低不同量程傳感器,選用CV210型,分別安裝在流程里,提供自動切換。氣動控制組件:包括氣動閥、電磁閥。氣動閥主要用于高中低壓力變送器間的切換。氣動閥切換快速、 耐高壓、密封性能好等優(yōu)點,主體材料采用316, 耐腐性能也很好,靠氣源力來控制其打開和關閉,氣源壓力為0.4-0.8MPa。氣動閥的開關是由計算機來控制電磁閥組的通斷,從而控制氣動閥正反方向的氣源及正反方向的放空,以達到控制氣動閥開關的目的。
16.數據采集系統
采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI,PCI8360數據采集板適時采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等。
17.自動控制系統
計算機可對下列外部設備進行控制
⑴ 注入泵:通過泵的通訊接口,計算機可對泵的注入流量進行控制;
⑵ 溫度:通過溫控儀上的RS232接口,可由計算機設定控制恒溫箱加熱溫度;
⑶ 環(huán)壓跟蹤:計算機通過PCI8360端子板自動控制環(huán)壓泵及電磁閥的開關,維持驅替壓力與環(huán)壓的壓差;
〔4〕壓力傳感器量程自動切換控制;
〔5〕氣液比泡沫自動控制。
采集、測控系統框圖
18.應用軟件與數據處理
軟件在windows7環(huán)境下運行,采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上,可實現人機對話,操作人員設定好參數后就可以實現無人值守,計算機可自動采集所有的壓力、溫度、流量,并控制泵的運行,環(huán)壓泵的自動跟蹤,壓力換向閥的換向等。
計算機采集的數據經處理可生成原始數據報表、分析報表以及曲線圖,同時生成數據庫文件格式,可隨時導入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。
計算機:聯想4600,19’’液晶顯示
打印機:HP1020
五、主要技術特征
1.裝置采用模塊化設計,可根據不同試驗要求進行組合;
2.能模擬地層條件下進行高溫高壓驅替試驗;
3.關鍵部件采用進口件,提高測試的可靠性、精確性;
4.實現計算機自動化控制、采集、處理;
5.環(huán)壓跟蹤注入壓力,保持恒定壓差;
6.壓力變送器量程自動切換;
7.儀器的結構合理、外型美觀大方、操作方便、經久耐用;
8.選購件齊全,可根據不同試驗要需要,選購我廠不同規(guī)格的模型,使儀器廣泛應用于各種試驗研究領域。
9.采用316L材料,耐腐蝕;
六、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,設計時充分考慮了其安全性,可操作性
驅替泵、環(huán)壓泵都設計極限保護壓力,當泵壓達到極限保護壓力時自動停泵保護。
在流程中關鍵部位設計安全閥,在電子保護失效時可打開保護,起雙重保護作用。
恒溫箱設計極限保護溫度,當恒溫箱內溫度達到極限保護溫度時,儀器自動切斷電源。
儀器發(fā)生漏電時會自動切斷電源保護。
廠家提醒操作者注意如下要點:
* 儀器的各類儀表和計算機必須保證正確的電源輸入,必須配有自動穩(wěn)壓保護裝置。
* 儀器各部保證有良好的接地。
* 流程管匯各部的壓力不高于設計壓力,特別不能高于各種檢測儀表的量程,使用氣體加壓時必須格外小心。
* 儀器的閥門設計為手動操作,請按試驗步驟預先設計好試驗流程走向,任何一閥門的操作錯誤均可能導致整個試驗的失敗。
* 系統在高溫操作時,必須帶有絕熱手套,以免燙傷。
特別注意:加溫時,由于液體受熱膨脹,壓力升高,時刻注意容器內液體壓力,以防壓力太高,超過容器使用壓力。
七、安 裝
儀器出廠時已全部安裝就緒,并經過實際測試。為了方便包裝運輸,儀器分成不同部分包裝,安裝時請仔細參閱流程圖。
安裝工作也可由廠方技術人員和用戶共同完成,以便用戶進一步熟悉儀器,便于日后日常維護。
八、基本操作
1.巖樣準備
⑴.巖樣的鉆取切割:將巖樣鉆成φ25的圓柱體,兩端切割平整,切割面與軸線垂直。
鉆取巖樣方法參見SY/T5336
⑵.巖樣的洗油
洗油方法按SY/T5336執(zhí)行
⑶.巖樣的烘干
巖樣烘干溫度控制在60~65℃,烘干24h后,每隔8h稱重一次,兩次稱重的差值小于10mg時,記下巖樣的實測質量。
⑷.測量巖樣的幾何尺寸:長度(L)、直徑(D)。
⑸.巖樣氣體滲透率測定按SY/T5336進行。
⑹.巖樣抽空飽和油(水),稱濕重,計算巖樣孔隙體積。
⑺.將飽和好油(水)的巖樣浸泡在油(水)中,待用。
2.流程準備
保證儲液容器、各種泵內液體充足,不足時請?zhí)砑印?/span>
3.巖心的安裝
從燒杯中取出預先飽和好的巖心,放入夾持器膠套內,裝上夾持器堵頭,頂緊巖樣。
4.加溫
先打開面板上恒溫箱風機開關,再打開加熱開關,在其控溫儀上設定需加熱的溫度,溫控儀自動控制恒溫箱加熱,至所需溫度恒溫。
溫控儀溫度設定方法詳見溫控儀使用說明書
也可在計算機上設定加熱溫度。
停止加熱只需將加熱開關斷開,或將溫控儀溫度設定到低于環(huán)境溫度。
5.環(huán)壓自動跟蹤系統
在系統驅替過程中,隨著驅替流體的注入,巖心進口壓力不斷升高,為了使驅替流體通過巖心, 阻止驅替流體沿壁的滲流,通過環(huán)壓跟蹤泵跟蹤巖心進口壓力,保持凈圍壓恒定。
環(huán)壓跟蹤泵使用方法詳見其說明書。
6.回壓控制系統
7.氣體增壓系統
8.泡沫驅氣液比控制系統
9.泡沫驅時巖心出口氣油分離瓶及氣量計連接如圖所示:
9.孔隙度測量步驟
10.氣體滲透率測定
九、維 護
電子天平要避免強烈振動,切不可過載,其詳細的注意事項請閱讀天平說明書。
本儀器所配計算機為儀器的控制機,切忌亂拷軟件,尤其是來歷不明的U盤,計算機病毒可能會導致控制及數據采集的混亂和錯誤。
儀器所有與液體接觸的部分均為316L材質,有一定的抗腐蝕性能,但并非一勞永逸。對流程管匯部分需經常清洗,尤其是注完酸或其它強腐蝕液體后要立即用清水清洗。流程長期不用時,流程管匯內注滿油或用高壓氣吹干,以防銹蝕。
長期使用會造成對閥門、流程管件、密封件的正常破損,影響密封性能,所以,建議定期對儀器進行耐壓試驗,對儀器.的泄露部分更換密封件,對經常使用者其周期以3個月為宜。
壓力容器的定期檢驗分為:
1、外部檢查:其檢驗周期每年至少1次。由檢驗單位有資格的壓力容器檢驗員進行。
2、內外部檢驗:在壓力容器停機時的檢驗。內外部檢驗應由檢驗單位有資格的壓力容器檢驗員進行。其檢驗周期每3年至少1次。
3、耐壓實驗:在壓力容器停機檢驗時,所進行的超過zui高工作壓力的液壓或氣壓試驗。其檢驗周期每6年至少1次。
壓力容器定期檢定單位及檢驗人員應取得省級或guo家級安全監(jiān)察機構的資質認可和經資格鑒定考核合格。檢定單位及檢驗人員對壓力容器定期檢驗結果負責。
如有處理不了的故障,請與廠家聯系,由我廠專業(yè)人員為你處理,本廠將為你提供及時周到的服務。
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