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专利名称：模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装置的制作方法
技术领域：
模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装技术领域[0001]本实用新型涉及一种用于油田上的实验装置，具体的说，是涉及一种能够进行附加多周期交变应力条件下的盖层封闭天然气能力实验的装置。
背景技术：
[0002]目前，利用油田上现有的实验装置，进行测试盖层封闭天然气能力的时候，不能实现多周期交变应力的条件，这使得实验结果很难真实的反应盖层封闭天然气的能力。为了解决这一问题，技术人员也采取了一定的措施来实现多周期交变应力条件，但主要就是通过人工在地下深挖洞穴，然后进行多周期注气与采气，并测量盖层的排替压力变化。显然， 这样的解决方案工程量巨大，单次测量周期长，浪费大量人力和物力，同时测试的精度和准确性也不高。发明内容[0003]为了解决背景技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种模拟多周期交变应力条件盖层封闭天然气能力的实验装置，该种装置具有一个可灵活模拟地质盖层的实验箱体，且采用以单片机为核心的中央控制器，实现了装置打压及恒压的周期性和自动化，降低了工人的劳动强度，提高了测试精度。[0004]本实用新型的技术方案是该种模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装置，包括一个样品室，其独特之处在于所述装置还包括一个能实现恒定压力和恒定流速的注气泵和采气泵、若干压力传感器以及由单片机构成的中央控制器；其中，注气泵和采气泵分别置于样品室外的两侧，分别位于所述样品室内顶部和底部的压力传感器通过信号电缆将压力信号输出到所述中央控制器中的单片机压力信号输入端，所述单片机分别向注气泵和采气泵的驱动电机输出电机驱动信号，中央控制器连接有键盘和显示器；[0005]所述样品室的内侧壁上有若干凸棱，以实现泥砂模型的插入；所述样品室的顶端开有顶部左、右侧压力传感器插入孔，样品室的底端开有底部左、右侧压力传感器插入孔； 所述样品室铰接有一个密封门，此外，所述样品室的侧壁上开有用于实现所述注气泵和采气泵接入的孔；[0006]用已知孔渗特征的泥砂混合体分别模拟盖层泥砂模型和储层泥砂模型，将所对应的泥砂模型分别插入样品室内对应位置处以实现对地质盖层的模拟。[0007]本实用新型具有如下有益效果本装置通过在样品室内对应分布可支撑砂体模型插入的凸棱，由此形成了一个可灵活模拟地质盖层的实验箱体。同时采用以单片机为核心的中央控制器，在样品室外设置注气泵和采气泵，均由单片机按照箱体内的压力变化值来控制，从而保证了实验过程中向样品室内打压和恒压的自动化以及周期性变化控制，实现了模拟多周期应变条件。此外，应用本种装置同时实现了实验过程中实验数据的自动保存和直观显示，既保证了测试数据的准确性，又大大减轻了分析人员的劳动强度。[0008]
[0009]图I是本实用新型所述样品室的结构示意图。[0010]图2是本实用新型填充完毕泥砂模型以实现对地质盖层的模拟的结构示意图[0011]图3是本实用新型的构成原理图。[0012]图中I-样品室，2-顶部右侧压力传感器插入孔，3-顶部左侧压力传感器插入孔， 4-凸棱，5-底部右侧压力传感器插入孔，7-底部左侧压力传感器插入孔，8-密封门，9-盖层泥砂模型，10-储层泥砂模型，21-上部储层压力测量传感器，23-下部储层压力测量传感器，24-中央控制器，25-键盘，26-显示器，27-注气泵，28-采气泵。[0013]具体实施方式
[0014]
以下结合附图对本实用新型作进一步说明[0015]由图I结合图2所示，该种模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装置，包括一个样品室1，其独特之处在于所述装置还包括一个能实现恒定压力和恒定流速的注气泵27和采气泵28、若干压力传感器以及由单片机构成的中央控制器24。其中， 注气泵27和采气泵28分别置于样品室I外的两侧，分别位于所述样品室内顶部和底部的压力传感器通过信号电缆将压力信号输出到所述中央控制器24中的单片机压力信号输入端，所述单片机分别向注气泵27和采气泵28的驱动电机输出电机驱动信号，中央控制器24 连接有键盘25和显示器26。[0016]所述样品室I的内侧壁上有若干凸棱4，以实现泥砂模型的滑动插入。所述样品室I的顶端开有顶部左、右侧压力传感器插入孔，样品室的底端开有底部左、右侧压力传感器插入孔，可根据实验的具体需要选择插入的压力传感器数量以及位置，如图3所示，就仅设置了上部储层压力测量传感器21和下部储层压力测量传感器23。另外，为方便设置砂体模型，在所述样品室外铰接有一个密封门8，此外，所述样品室的侧壁上开有用于实现所述注气泵27和采气泵28接入的孔。[0017]如图3所示，用已知孔渗特征的泥砂混合体分别模拟盖层泥砂模型9、储层泥砂模型10，将所对应的泥砂模型分别插入样品室I内对应位置处以实现对地质盖层的模拟，同时，工人可以通过键盘25向中央控制器输入一些实验所需信息，实验过程及数据可以显示在显示器26上。[0018]在具体实施时，所述中央控制器由由A/D转换器、RS232接口、MCS51单片机、存储器、键盘以及显示器所构成；其中所述A/D转换器的信号输入端作为与所述压力传感器的信号连接端，由A/D转换器输出的压力信号经过RS232接口输入至MCS51单片机的压力信号输入端，所述MCS51单片机的控制信号输出端连接至RS232接口，并通过A/D转换器与定压定流泵的驱动电机相连接。所述MCS51单片机与存储器之间为双向数据流连接。
权利要求1. 一种模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装置，包括一个样品室 (1)，其特征在于所述装置还包括一个能实现恒定压力和恒定流速的注气泵(27)和采气泵(28)、若干压力传感器以及由单片机构成的中央控制器(24);其中，注气泵(27)和采气泵(28)分别置于样品室(I)的两侧，分别位于所述样品室内顶部和底部的压力传感器通过信号电缆将压力信号输出到所述中央控制器(24)中的单片机压力信号输入端，所述单片机分别向注气泵(27)和采气泵(28)的驱动电机输出电机驱动信号，中央控制器(24)连接有键盘(25)和显示器(26)；所述样品室(I)的内侧壁上有若干凸棱(4)，以实现泥砂模型的滑动插入；所述样品室 (O的顶端开有顶部左、右侧压力传感器插入孔(3，2)，样品室(I)的底端开有底部左、右侧压力传感器插入孔(7，5);所述样品室(I)铰接有一个密封门(8)，此外，所述样品室(I)的侧壁上开有用于实现所述注气泵(27)和采气泵(28)接入的孔。
专利摘要一种模拟多周期交变应力条件下盖层封闭天然气能力的实验装置，主要解决现有实验装置不能实现模拟多周期交变应力条件而对盖层封闭天然气能力进行测试的难题。其特征在于所述装置还包括一个能实现恒定压力和恒定流速的注气泵和采气泵、若干压力传感器以及由单片机构成的中央控制器；注气泵和采气泵分别置于样品室的两侧，分别位于样品室内顶部和底部的压力传感器通过信号电缆将压力信号输出到所述中央控制器中的单片机压力信号输入端，所述单片机分别向注气泵和采气泵的驱动电机输出电机驱动信号，中央控制器连接有键盘和显示器。本装置能够模拟多周期应变条件后测试盖层封闭天然气的能力，具有自动化程度高、测试周期短以及数据准确等特点。
文档编号G01N33/24GK202814961SQ201220459458
公开日2013年3月20日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者刘哲, 吕延防, 孙宁 申请人:东北石油大学