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专利名称：卡瓦式超高温岩心夹持器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种试验、检测工具，具体是一种用于石油行业室内热采模拟实验流程中的岩心夹持器，尤其适合于模拟温度大于350℃的稠油热采环境。
背景技术：
目前国内同类仪器中具有代表性的主要是填砂管式夹持器和环压封闭式夹持器。填砂管式夹持器是目前石油行业应用比较广泛的室内实验产品之一，其材质一般为不锈钢或金属合金可耐高温300℃以上。填砂管式夹持器主要由密封圈、填砂管、端面堵头三部分组成。使用时，先把一端封闭，再装入石英砂或油砂，通过用不同的力度敲击填砂管外侧钢壁来控制填实程度，从而控制填砂管内部砂体的渗透能力。最后再装上另一端堵头进行密封。其缺点是该类型夹持器不能模拟地层上覆压力和实际地层的胶结程度和孔隙结构情况。环压封闭式夹持器也是目前石油行业应用比较广泛的室内实验产品之一，其材质一般为不锈钢或聚四氟乙烯。该夹持器主要由密封圈、岩心套筒、环压仓、堵头、外盖五部分组成。使用时，把岩心装入套筒中，再在套筒两端用堵头夹紧岩心，然后装入夹持器中。先扣上一端的外盖封闭，再给环压仓充满水后扣上另一端的外盖该类型夹持器可以模拟地层上覆压力，并且由于使用的是天然成型岩心，可以代表实际地层的胶结程度、渗透性和孔隙结构情况。其缺点是由于岩心套筒为橡胶材料，并且密封措施设计不足，因此不耐高温和高压，使用温度不能超过120℃。

发明内容
本实用新型的目的就是针对已有技术存在的缺陷，提供一种可长期承受350℃的高温，压力可耐50MPa的卡瓦式超高温岩心夹持器。
本实用新型所采用的技术方案是包括筒体、筒体两端的护套和装置在筒体内的密封圈、岩心套筒、岩心封头，筒体与岩心套筒形成环压仓，筒体周边设有径向贯通内外的通孔，岩心封头沿轴线预制有与岩心仓和外部贯通的通孔，其特征是岩心套筒由护套和铜套套接组成，在护套的两端外套有护套压帽，两个护套压帽通过连接螺杆将岩心护套夹持固定，在岩心护套内的两端分别向外沿轴线延伸有岩心封头，岩心封头外套有内压帽与外部护套压帽螺纹连接，在两端的岩心封头外还套装有外堵头，外堵头外围套有外压帽，外压帽的外螺纹与筒体螺纹连接配合，在两端外压帽外并行设有并帽，并帽内螺纹与外堵头外螺纹连接配合，在两个外堵头的外侧还套有外密封堵头，外密封堵头外螺纹与外堵头内螺纹连接配合。
上述方案还包括筒体与外堵头的周边结合部设有压垫和大密封垫，外堵头与岩心封头周边结合部设有小密封垫和小密封圈，岩心封头与护套周边结合部设有内密封垫。外压帽、并帽、外密封堵头和内压帽的加力端径向加工有加力杆插孔。
卡瓦式超高温岩心夹持器的研制解决了长期以来稠油热采室内实验中难以在大于250℃的温度下使用天然岩心进行模拟试验的问题，可长期承受350℃的高温，压力可耐50MPa。该夹持器全部采用耐高温、不燃性、弹性好的密封材料，通过科学合理的铜套安装、卡瓦式固定和防窜流外拔式密封方式设计保证了在350℃的高温、50MPa的压力下设备能够长期安全稳定地运行。


附图是本实用新型的一种实施例的剖视结构图。
具体实施方式
参照附图，本实用新型是在现有环压封闭式夹持器基础上进行的改进。筒体6为中空的圆筒体，筒体6上设置有径向贯通内外的通孔以便与外部管件连接。岩心套筒由护套10和铜套13套接组成，位于筒体6的中轴线上，筒体6与岩心套筒之间形成环压仓。岩心封头1置于岩心套筒内，并沿轴线预制有与岩心仓和外部贯通的通孔。在护套10的两端外套有护套压帽9，两个护套压帽9通过连接螺杆将岩心护套10夹持固定。在岩心护套内的两端分别向外沿轴线延伸有岩心封头1，岩心封头1外套有内压帽14与外部护套压帽9螺纹连接。在两端的岩心封头1外还套装有外堵头15，外堵头15外围套有外压帽16。外压帽16的外螺纹与筒体6螺纹连接配合。在两端外压帽16外并行设有并帽17，并帽17内螺纹与外堵头15外螺纹连接配合，在两个外堵头15的外侧还内套有外密封堵头2，外密封堵头2外螺纹与外堵头15内螺纹连接配合。筒体6与外堵头15的周边结合部设有压垫7和大密封垫8，外堵头15与岩心封头1周边结合部设有小密封垫(3、5)和小密封圈4，岩心封头1与护套10周边结合部设有内密封垫12。外压帽16、并帽17、外密封堵头2和内压帽14的加力端径向加工有加力杆插孔，与加力杆插接配合。
改进岩心套筒，采用铜套替代橡胶筒，并对夹持器内部结构进行了优化设计，研制出独特的卡瓦式固定、防窜流和外拔式密封方法，大大降低了安装工作量，提高了单次实验的成功率。卡瓦式固定方法的应用保证了岩心和铜套在长期处于超过350℃的高温、50MPa的压力环境中依然能够保证不被挤压变形，使得岩心得到完好的保护。卡瓦式固定方法的另一个好处是可以在实验前不加围压的情况下对夹持器提前进行试压、检漏测试。由于卡瓦是分体的，因此长短、直径可以根据岩心的长短、粗细进行方便地调整加工。
为保证岩心夹持器在高温下保持良好的密封性，采用了耐高温弹性密封圈。以石墨为主要加工材料，并辅以增加弹性性能的添加剂，密封件可长期承受350℃高温。为提高铜套与岩心、夹持器堵头之间的密封性，防止流体发生窜流导致实验失败，研制出一种有效地防窜流密封方法，即分别在夹持器堵头和岩心处套装耐高温弹性密封夹层，从而达到双重密封的目的。此外还设计了灵巧的外拔式密封方法，可以在岩心夹持器外部根据实验需要进行不同程度的密封性调节，这样即使在实验过程中出现渗漏，也不必停止实验、拆开岩心夹持器，只需使用专用工具调紧密封圈即可。卡瓦式超高温岩心夹持器的研制解决了长期以来稠油热采室内实验中难以在大于250℃的温度下使用天然岩心进行模拟试验的问题，可长期承受350℃的高温，压力可耐50MPa。
权利要求1.一种卡瓦式超高温岩心夹持器，包括筒体、筒体两端的护套和装置在筒体内的密封圈、岩心套筒、岩心封头，筒体与岩心套筒形成环压仓，筒体周边设有径向贯通内外的通孔，岩心封头沿轴线预制有与岩心仓和外部贯通的通孔，其特征是岩心套筒由护套和铜套套接组成，在护套的两端外套有护套压帽，两个护套压帽通过连接螺杆将岩心护套夹持固定，在岩心护套内的两端分别向外沿轴线延伸有岩心封头，岩心封头外套有内压帽与外部护套压帽螺纹连接，在两端的岩心封头外还套装有外堵头，外堵头外围套有外压帽，外压帽的外螺纹与筒体内螺纹连接配合，在两端外压帽外并行设有并帽，并帽内螺纹与外堵头外螺纹连接配合，在两个外堵头的外侧还套有外密封堵头，外密封堵头外螺纹与外堵头内螺纹连接配合。
2.根据权利要求1所述的卡瓦式超高温岩心夹持器，其特征是筒体与外堵头的周边结合部设有压垫和大密封垫，外堵头与岩心封头周边结合部设有小密封垫和小密封圈，岩心封头与护套周边结合部设有内密封垫。
3.根据权利要求1或2所述的卡瓦式超高温岩心夹持器，其特征是外压帽、并帽、外密封堵头和内压帽的加力端径向加工有加力杆插孔。
专利摘要本实用新型涉及一种岩心夹持器。技术方案是岩心套筒由护套和铜套套接组成，在护套的两端外套有护套压帽，两个护套压帽通过连接螺杆将岩心护套夹持固定，在岩心护套内的两端分别向外沿轴线延伸有岩心封头，岩心封头外套有内压帽与外部护套压帽螺纹连接，在两端的岩心封头外还套装有外堵头，外堵头外围套有外压帽，外压帽的外螺纹与筒体螺纹连接配合，在两端外压帽外并行设有并帽，并帽内螺纹与外堵头外螺纹连接配合，在两个外堵头的外侧还套有外密封堵头，外密封堵头外螺纹与外堵头内螺纹连接配合。该技术通过科学合理的铜套安装、卡瓦式固定和防窜流外拔式密封方式设计保证了在350℃的高温、50MPa的压力下设备能够长期安全稳定地运行。
文档编号G01N1/36GK2932388SQ20062008490
公开日2007年8月8日 申请日期2006年5月25日 优先权日2006年5月25日
发明者刘桂阳, 王健, 房会春, 孟小海, 李兴, 孙志刚, 陈亚宁, 刘伟利, 肖莉, 邰九农 申请人:中国石化股份胜利油田分公司地质科学研究院