一、儀器功能

儀器可在模擬地層壓力，地層溫度的條件下開展下列研究

1．液體滲透率測定

高滲：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(shù)，根據(jù)達西定律計算巖心液體滲透率。

低滲：通過水力壓差傳遞實驗測定巖心極低滲透率。

2．滲透率梯度的測定

該測試主要依據(jù)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。

3．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(tǒng)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。可測定如下參數(shù)

濾失量、初始滲透率、恢復滲透率、滲透率損害率

二、主要技術參數(shù)

1．工作壓力

環(huán)    壓：80MPa

驅替壓力：70MPa

壓力測試精度：0.1%F·S

2．流量范圍

    0.001～25mL/min

3．工作溫度：180℃，控溫精度：±1℃

4． 巖心夾持器規(guī)格：雙軸向夾持器      φ25×25-80mm   

動態(tài)濾失夾持器  φ25×300mm  四測壓孔

5.  剪切速率：0-500S^-1

6．電源：交流380V， 50HZ

7．總功率：8Kw

三、儀器的基本組成結構

該儀器主要由注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。詳見工作流程：

注入系統(tǒng)：由注入泵、循環(huán)泵、中間容器、氣體增壓泵、高壓儲氣罐、調壓閥、管閥件組成，可將各種流體按一定流量注入到模型內。

模擬系統(tǒng)：由動濾失巖心夾持器、雙軸向巖心夾持器、恒溫箱、環(huán)壓泵、回壓系統(tǒng)等組成。

計量系統(tǒng)：包括壓力測量、溫度測量、氣體流量計量、液體流量計量等。

自動控制：計算機自動控制注入泵、循環(huán)泵的流量，環(huán)壓泵自動跟蹤內壓，恒溫箱加熱恒溫等。

數(shù)據(jù)采集處理：由各種數(shù)據(jù)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、氣體、液體流量等參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行運算處理。

四、組成儀器各部件的技術規(guī)范

1．注入泵

型號HSB-2型, 雙缸，工作壓力10000psi，流量0.001~25ml/min

泵可由計算機操作，也可人工面板操作。

2．中間容器

ZR-3型活塞式中間容器：容積：1000mL，耐壓：70MPa，材質：316L，4只

用于存儲驅替介質，并起緩沖作用。

3．氣體增壓泵

工作壓力70MPa，用于氣體增壓。

4．高壓儲氣罐

工作壓力70MPa，容積6000ml。用于儲存氣體增壓泵產生的高壓氣體。

5．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。

6．作業(yè)液循環(huán)泵

壓力70MPa,泵腔容積2000ml,流量0-2000ml/min可調，巖端面處剪切200S^-1。

7．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：70MPa ，環(huán)壓80MPa  ，材質： 316L

適用巖心規(guī)格：Φ25×300mm，四測壓點。 

8．雙軸向巖心夾持器

適用巖心規(guī)格為φ25×25-80mm  工作壓力：70Mpa，環(huán)壓80MPa

材    質：  316L

9．環(huán)壓跟蹤泵

環(huán)壓跟蹤泵自動跟蹤驅替壓力，維持驅替壓力與環(huán)壓的壓差。

環(huán)壓跟蹤泵工作壓力100MPa,控制精度0.1MPa

10．回壓控制系統(tǒng)

用于控制巖心出口壓力，控制范圍：0-70MPa

回壓泵：工作壓力70MPa

回壓緩沖容器：ZR-2型，500mL、70MPa

回壓閥：頂部加載式，70Mpa，   

11．恒溫箱

工作溫度：室溫~150℃

工作室內尺寸：1400×850×1100㎜（長×寬×高）

上下分體，控制系統(tǒng)獨立，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。   

12．閥門、管線、管件及流程

高壓閥門及管件，耐壓20000psi，管徑1/8英寸，1/4英寸，3/8英寸。

設計正反驅替流程，可進行正反向驅替實驗

13．計量系統(tǒng)

壓力計量：用壓力變送器測量壓力：測壓點6個，每個點安裝2個不同量程的壓力變送器；自動切換測量。

壓力變送器量程80 MPa,10MPa 

所有壓力采用壓力數(shù)顯表顯示，也可通過數(shù)顯表上的RS232口由計算機采集。

溫度計量：采用pt100測溫探頭，XMT-7512ZX-RZ溫控儀設定、控制、測量溫度。溫度也可由計算機設定，采集

液體流量計量：采用天平稱重法計算液體流量

賽多利斯天平，型號：BSA423S，量程420g，精度0.001g

計算機自動采集計算流量值

氣體體流量計量：用于氣體滲透率測量，量程100sccm,100sccm,1000sccm。

14．數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI數(shù)據(jù)采集板適時采集壓力、溫度、流量。                         

15．自動控制系統(tǒng)

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PCI 8360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。

采集、測控系統(tǒng)框圖

16．應用軟件與數(shù)據(jù)處理

軟件在windows 2000/xp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(xiàn)人機對話，操作人員設定好參數(shù)后就可以實現(xiàn)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(shù)據(jù)經處理可生成原始數(shù)據(jù)報表、分析報表以及曲線圖，同時生面數(shù)據(jù)庫文件格式，以便用戶靈活使用。

計算機：聯(lián)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(jù)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(xiàn)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．儀器設計有正反向驅替流程，不用取出巖心，就可進行巖心正反向驅替試驗；

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(jù)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。

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

1． 壓力極限保護

  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。

2． 溫度極限保護

  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。

3． 漏電保護

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(tǒng)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．加環(huán)壓密封巖樣

在計算機實驗程序上，點擊實驗開始鍵后，計算機自動控制環(huán)壓泵的啟動與停止，并自動跟蹤驅替壓力，維持環(huán)壓與驅替壓力差。

5．加回壓

回壓控制是通過對回壓閥施加控制壓力而實現(xiàn)的，外加控制壓力最好是氣體，以保證控制精度。當氣體壓力不足時可以用手動泵通過緩沖容器，用水頂氣增壓的方法，增加氣體壓力。

6．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

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。

7．正反向驅替

當巖心需要進行正反向驅替時，通過開關夾持器兩端的三通閥改變液體流向來實現(xiàn)。詳見流程圖

8．實驗評價

各種試驗方法詳見其實驗評價行業(yè)標準。

九、維    護

恒速泵要定期清洗，其詳細維護請參閱恒速泵說明書。

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專用控制機，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(shù)據(jù)采集的混亂和錯誤。

儀器所有材質均為不銹鋼，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。

長期使用會造成對流程密封件的正常破損，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。