專利名稱：一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于石油提高采收率高壓物性實驗技術，特別是關于一種中界面張力及油氣最小混相壓力測試技術，具體的講是關于一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法及裝置。
背景技術：
近年來，隨著(X)2混相驅油技術的不斷發(fā)展，油氣界面張力測量技術的發(fā)展也備受關注。能否精確而快速地獲取油氣界面張力值是石油科技工作者解決諸多驅油技術難題的關鍵。目前，油氣界面張力值的測試方法主要采用懸滴法。其測試原理為，在一個垂直向下的懸滴管末端滴一小滴液滴，然后利用計算機成像技術進行計算界面張力值。然而，在進行油氣界面張力測試過程中發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的升高懸滴逐漸減小，懸滴在管口處小到一定程度后，其較容易脫落，且釋放液滴的過程為人工控制閥門，需要多次實驗經驗，壓力越高越難控制，導致需要反復開關閥門，使待測氣體介質不斷富化，給實驗帶來較大的誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法及裝置，以自動形成最大尺寸的懸滴，解決高壓力下懸滴過小而易脫落的難題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置，該裝置包括中間容器、氣動閥門、氣動控制器、止回閥、懸滴管、步進電機、支架、激光發(fā)射器及計算機；所述的中間容器用于儲存地層油待測樣品，并通過液滴管線連接所述的懸滴管； 所述的氣動閥門安裝在所述中間容器與懸滴管之間的液滴管線上，用于控制所述的液滴管線進液；所述的氣動控制器電連接所述的氣動閥門，用于控制所述氣動閥門；所述的止回閥連接在所述氣動閥門與所述懸滴管之間的液滴管線上，用于防止所述懸滴管中的液體回流；所述的步進電機及激光發(fā)射器安裝在所述支架上，所述的步進電機用于在所述計算機的驅動下控制所述的激光發(fā)射器在沿所述支架在豎直方向上移動；所述的計算機與所述的氣動控制器、步進電機及激光發(fā)射器分別電連接，用于驅動所述氣動控制器控制所述氣動閥門開啟或關閉。進一步地，該裝置還包括柱塞泵，與所述的中間容器連接，用于為所述的中間容器提供注入液滴的動力。進一步地，該裝置還包括空氣壓縮機，與所述的氣動控制器連接，用于為所述的氣動控制器提供氣源。進一步地，該裝置還包括光傳感器，置于所述激光發(fā)射器內部，當所述懸滴管的管口接觸到激光時用于向所述的計算機發(fā)送感測信號。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法，該方法包括步驟a，控制柱塞泵使中間容器的地層油的壓力保持恒定狀態(tài)；步驟b，通過步進電機驅動激光發(fā)射器，使所述激光發(fā)射器的光束處于預定高度；步驟c，打開氣動閥門使液滴從懸滴管滴出；步驟d，當所述液滴接觸到所述激光發(fā)射器的光束時，關閉所述氣動閥門；步驟e，關閉所述氣動閥門后，如果所述液滴在預定時間內脫落，控制所述激光發(fā)射器從所述預定高度上移一設定距離，重復步驟c及步驟d，直至液滴在預定時間內不脫落。進一步地，所述預定高度的確定方法包括打開所述氣動閥門，當液滴最大時，控制所述激光發(fā)射器使激光束的位置與液滴頂端齊平，并關閉氣動閥門。進一步地，在所述步驟a之前，該方法還包括關閉所述的氣動閥門。進一步地，所述的預定時間為1分鐘，所述的設定距離0. 1mm。本發(fā)明實施例的有益效果在于以自動形成最大尺寸的懸滴，解決了高壓力下懸滴過小而易脫落的難題，提高了測試精度，排除了人為誤差，縮短了測量時間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本發(fā)明實施例用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。如圖1所示，本實施例提供一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置，該裝置包括中間容器101、氣動閥門102、氣動控制器103、止回閥04、懸滴管105、步進電機106、 支架107、激光發(fā)射器108及計算機109。中間容器101用于儲存地層油待測樣品，并通過液滴管線連接所述的懸滴管105， 以向懸滴管105提供液滴。氣動閥門102安裝在中間容器101與懸滴管105之間的液滴管線上，用于控制所述的液滴管線進液。氣動控制器103電連接所述的氣動閥門102，用于控制所述氣動閥門102的關閉或者開啟。止回閥104連接在所述氣動閥門102與所述懸滴管 105之間的液滴管線上，用于防止所述懸滴管中的液體回流。步進電機106及激光發(fā)射器安裝在所述支架107上，所述的步進電機106用于在所述計算機109的驅動下控制所述的激光發(fā)射器108在沿所述支架107在豎直方向上移動。所述的計算機109與所述的氣動控制器103、步進電機106及激光發(fā)射器108分別電連接，用于驅動所述氣動控制器103控制所述氣動閥門102開啟或關閉。進一步地，該用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置還包括柱塞泵110，其與所述的中間容器101連接，用于為所述的中間容器101提供注入液滴的動力，柱塞泵110將中間容器101的地層油復壓到待測壓力，并設置為恒壓狀態(tài)，該待測壓力根據產生懸滴的具體操作情況而定。進一步地，該用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置還包括空氣壓縮機113，與所述的氣動控制器103連接，用于為所述的氣動控制器103提供氣源。進一步地，該用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置還包括光傳感器(圖中未示出)，光傳感器置于所述激光發(fā)射器108內部，用于感測光信號，當所述懸滴管105管口的懸滴接觸到激光束時，光傳感器向所述的計算機109發(fā)送感測信號，計算機109驅動氣動控制器103關閉氣動閥門102。如圖2所示，本實施例提供一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法，該方法包括步驟S201 控制柱塞泵110使中間容器的地層油的壓力保持恒定狀態(tài)。在步驟S201之前，除了需要將圖1中所有設備的電源接通，還需要關閉氣動閥門 102。柱塞泵110將中間容器101的地層油復壓到待測壓力，并設置為恒壓狀態(tài)，該待測壓力根據產生懸滴的具體操作情況而定。步驟S202 通過步進電機驅動激光發(fā)射器，使所述激光發(fā)射器108的光束處于預
定尚度。在步驟S202之前，首先需要確定上述預定高度，該預定高度的確定方法如下首先，打開所述氣動閥門，懸滴管105的管口慢慢形成懸滴，估測懸滴大小，當估測懸滴為最大時，控制所述激光發(fā)射器108，使激光束的位置與液滴頂端齊平，記錄該位置 (即圖1中的位置2)并關閉氣動閥門。此時位置2為即為確定的預定高度。以后懸滴的控制過程中，可以以該位置2為預定高度，將激光發(fā)射器108的光束調節(jié)到位置2。步驟S203 打開氣動閥門102使液滴從懸滴管滴出。完成激光發(fā)射器108的位置調節(jié)后，就可以利用計算機109驅動氣動控制器103， 打開氣動閥門102。步驟S204 當所述液滴接觸到所述激光發(fā)射器108的光束時，關閉所述氣動閥門。 氣動閥門102開啟后，在柱塞泵110的推動力作用下，在懸滴管105的口將會逐漸形成液滴，當液滴接觸到所述激光發(fā)射器108的光束時，激光發(fā)射器108的光傳感器將感測到光信號，并將光信號傳輸給計算機109，計算機109驅動氣動控制器103，關閉氣動閥門102。步驟S205 判斷液滴在預定時間內是否脫落？如果是，進行步驟S206。步驟S206 在步驟S204中關閉氣動閥門102后，如果所述液滴在預定時間內脫落，需要控制激光發(fā)射器108從位置2上移一設定距離，重復步驟S203及步驟S204。上述預定時間可以根據實驗情況設定，預定時間可以設定為1分鐘。設定距離也可以根據實驗情況設定，比如設定距離可以為0. 1mm，此時需要將激光發(fā)射器108從位置2 上移0. 1mm，然后打開氣動閥門102使液滴從懸滴管滴出，當所述液滴接觸到所述激光發(fā)射器108的光束時，再次關閉氣動閥門102。如果本次關閉氣動閥門102后，液滴在預定時間內再次脫落，還需要將激光發(fā)射器108繼續(xù)上移設定距離，然后重復步驟S203及步驟S204， 直至液滴在預定時間內不脫落。如果所述液滴在預定時間內未脫落，可以利用本次得到的液滴進行測試實驗(現(xiàn)有技術中的利用計算機成像技術計算界面張力值)。本發(fā)明實施例的有益效果在于以自動形成最大尺寸的懸滴，解決了高壓力下懸滴過小而易脫落的難題，提高了測試精度，排除了人為誤差，縮短了測量時間。
以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制裝置，其特征在于，所述的裝置包括中間容器、氣動閥門、氣動控制器、止回閥、懸滴管、步進電機、支架、激光發(fā)射器及計算機；其中所述的中間容器用于儲存地層油待測樣品，并通過液滴管線連接所述的懸滴管；所述的氣動閥門安裝在所述中間容器與懸滴管之間的液滴管線上，用于控制所述的液滴管線進液；所述的氣動控制器電連接所述的氣動閥門，用于控制所述氣動閥門；所述的止回閥連接在所述氣動閥門與所述懸滴管之間的液滴管線上，用于防止所述懸滴管中的液體回流；所述的步進電機及激光發(fā)射器安裝在所述支架上，所述的步進電機用于在所述計算機的驅動下控制所述的激光發(fā)射器在沿所述支架在豎直方向上移動；所述的計算機與所述的氣動控制器、步進電機及激光發(fā)射器分別電連接，用于驅動所述氣動控制器控制所述氣動閥門開啟或關閉。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括柱塞泵，與所述的中間容器連接，用于為所述的中間容器提供注入液滴的動力。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括空氣壓縮機，與所述的氣動控制器連接，用于為所述的氣動控制器提供氣源。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括光傳感器，置于所述激光發(fā)射器內部，當所述懸滴管的管口接觸到激光時用于向所述的計算機發(fā)送感測信號。
5.一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法，其特征在于，所述的方法包括步驟a，控制柱塞泵使中間容器的地層油的壓力保持恒定狀態(tài)；步驟b，通過步進電機驅動激光發(fā)射器，使所述激光發(fā)射器的光束處于預定高度；步驟c，打開氣動閥門使液滴從懸滴管滴出；步驟d，當所述液滴接觸到所述激光發(fā)射器的光束時，關閉所述氣動閥門；步驟e，關閉所述氣動閥門后，如果所述液滴在預定時間內脫落，控制所述激光發(fā)射器從所述預定高度上移一設定距離，重復步驟c及步驟d，直至液滴在預定時間內不脫落。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述預定高度的確定方法包括打開所述氣動閥門，當液滴最大時，控制所述激光發(fā)射器使激光束的位置與液滴頂端齊平，并關閉氣動閥門。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟a之前，所述的方法還包括關閉所述的氣動閥門。
8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的預定時間為1分鐘。
9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的設定距離0.1mm。
全文摘要
一種用于測量油氣界面張力的懸滴控制方法及裝置，該裝置包括中間容器、氣動閥門、氣動控制器、止回閥、懸滴管、步進電機、支架、激光發(fā)射器及計算機；中間容器用于儲存地層油待測樣品，并通過液滴管線連接懸滴管；氣動閥門安裝在中間容器與懸滴管之間的液滴管線上，控制液滴管線進液；氣動控制器電連接氣動閥門，用于控制氣動閥門；止回閥連接在氣動閥門與所述懸滴管之間的液滴管線上，用于防止懸滴管中的液體回流；步進電機及激光發(fā)射器安裝在支架上，步進電機用于在計算機的驅動下控制所述的激光發(fā)射器在沿支架在豎直方向上移動；計算機與所述的氣動控制器、步進電機及激光發(fā)射器分別電連接，用于驅動氣動控制器控制氣動閥門開啟或關閉。
文檔編號G01N13/02GK102564908SQ20121002165
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權日2012年1月31日
發(fā)明者張可, 李實 , 秦積舜, 陳興隆, 馬德勝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司