專利名稱：模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種用于油田上的實驗裝置，具體的說，是涉及一種能夠進行附加多周期交變應(yīng)力條件下的蓋層封閉天然氣能力實驗的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]目前，利用油田上現(xiàn)有的實驗裝置，進行測試蓋層封閉天然氣能力的時候，不能實現(xiàn)多周期交變應(yīng)力的條件，這使得實驗結(jié)果很難真實的反應(yīng)蓋層封閉天然氣的能力。為了解決這一問題，技術(shù)人員也采取了一定的措施來實現(xiàn)多周期交變應(yīng)力條件，但主要就是通過人工在地下深挖洞穴，然后進行多周期注氣與采氣，并測量蓋層的排替壓力變化。顯然， 這樣的解決方案工程量巨大，單次測量周期長，浪費大量人力和物力，同時測試的精度和準(zhǔn)確性也不高。發(fā)明內(nèi)容[0003]為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本實用新型提供一種模擬多周期交變應(yīng)力條件蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置，該種裝置具有一個可靈活模擬地質(zhì)蓋層的實驗箱體，且采用以單片機為核心的中央控制器，實現(xiàn)了裝置打壓及恒壓的周期性和自動化，降低了工人的勞動強度，提高了測試精度。[0004]本實用新型的技術(shù)方案是該種模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置，包括一個樣品室，其獨特之處在于所述裝置還包括一個能實現(xiàn)恒定壓力和恒定流速的注氣泵和采氣泵、若干壓力傳感器以及由單片機構(gòu)成的中央控制器；其中，注氣泵和采氣泵分別置于樣品室外的兩側(cè)，分別位于所述樣品室內(nèi)頂部和底部的壓力傳感器通過信號電纜將壓力信號輸出到所述中央控制器中的單片機壓力信號輸入端，所述單片機分別向注氣泵和采氣泵的驅(qū)動電機輸出電機驅(qū)動信號，中央控制器連接有鍵盤和顯示器；[0005]所述樣品室的內(nèi)側(cè)壁上有若干凸棱，以實現(xiàn)泥砂模型的插入；所述樣品室的頂端開有頂部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔，樣品室的底端開有底部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔； 所述樣品室鉸接有一個密封門，此外，所述樣品室的側(cè)壁上開有用于實現(xiàn)所述注氣泵和采氣泵接入的孔；[0006]用已知孔滲特征的泥砂混合體分別模擬蓋層泥砂模型和儲層泥砂模型，將所對應(yīng)的泥砂模型分別插入樣品室內(nèi)對應(yīng)位置處以實現(xiàn)對地質(zhì)蓋層的模擬。[0007]本實用新型具有如下有益效果本裝置通過在樣品室內(nèi)對應(yīng)分布可支撐砂體模型插入的凸棱，由此形成了一個可靈活模擬地質(zhì)蓋層的實驗箱體。同時采用以單片機為核心的中央控制器，在樣品室外設(shè)置注氣泵和采氣泵，均由單片機按照箱體內(nèi)的壓力變化值來控制，從而保證了實驗過程中向樣品室內(nèi)打壓和恒壓的自動化以及周期性變化控制，實現(xiàn)了模擬多周期應(yīng)變條件。此外，應(yīng)用本種裝置同時實現(xiàn)了實驗過程中實驗數(shù)據(jù)的自動保存和直觀顯示，既保證了測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，又大大減輕了分析人員的勞動強度。[0008]
[0009]圖I是本實用新型所述樣品室的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2是本實用新型填充完畢泥砂模型以實現(xiàn)對地質(zhì)蓋層的模擬的結(jié)構(gòu)示意圖[0011]圖3是本實用新型的構(gòu)成原理圖。[0012]圖中I-樣品室，2-頂部右側(cè)壓力傳感器插入孔，3-頂部左側(cè)壓力傳感器插入孔， 4-凸棱，5-底部右側(cè)壓力傳感器插入孔，7-底部左側(cè)壓力傳感器插入孔，8-密封門，9-蓋層泥砂模型，10-儲層泥砂模型，21-上部儲層壓力測量傳感器，23-下部儲層壓力測量傳感器，24-中央控制器，25-鍵盤，26-顯示器，27-注氣泵，28-采氣泵。[0013]具體實施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明[0015]由圖I結(jié)合圖2所示，該種模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置，包括一個樣品室1，其獨特之處在于所述裝置還包括一個能實現(xiàn)恒定壓力和恒定流速的注氣泵27和采氣泵28、若干壓力傳感器以及由單片機構(gòu)成的中央控制器24。其中， 注氣泵27和采氣泵28分別置于樣品室I外的兩側(cè)，分別位于所述樣品室內(nèi)頂部和底部的壓力傳感器通過信號電纜將壓力信號輸出到所述中央控制器24中的單片機壓力信號輸入端，所述單片機分別向注氣泵27和采氣泵28的驅(qū)動電機輸出電機驅(qū)動信號，中央控制器24 連接有鍵盤25和顯示器26。[0016]所述樣品室I的內(nèi)側(cè)壁上有若干凸棱4，以實現(xiàn)泥砂模型的滑動插入。所述樣品室I的頂端開有頂部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔，樣品室的底端開有底部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔，可根據(jù)實驗的具體需要選擇插入的壓力傳感器數(shù)量以及位置，如圖3所示，就僅設(shè)置了上部儲層壓力測量傳感器21和下部儲層壓力測量傳感器23。另外，為方便設(shè)置砂體模型，在所述樣品室外鉸接有一個密封門8，此外，所述樣品室的側(cè)壁上開有用于實現(xiàn)所述注氣泵27和采氣泵28接入的孔。[0017]如圖3所示，用已知孔滲特征的泥砂混合體分別模擬蓋層泥砂模型9、儲層泥砂模型10，將所對應(yīng)的泥砂模型分別插入樣品室I內(nèi)對應(yīng)位置處以實現(xiàn)對地質(zhì)蓋層的模擬，同時，工人可以通過鍵盤25向中央控制器輸入一些實驗所需信息，實驗過程及數(shù)據(jù)可以顯示在顯示器26上。[0018]在具體實施時，所述中央控制器由由A/D轉(zhuǎn)換器、RS232接口、MCS51單片機、存儲器、鍵盤以及顯示器所構(gòu)成；其中所述A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端作為與所述壓力傳感器的信號連接端，由A/D轉(zhuǎn)換器輸出的壓力信號經(jīng)過RS232接口輸入至MCS51單片機的壓力信號輸入端，所述MCS51單片機的控制信號輸出端連接至RS232接口，并通過A/D轉(zhuǎn)換器與定壓定流泵的驅(qū)動電機相連接。所述MCS51單片機與存儲器之間為雙向數(shù)據(jù)流連接。
權(quán)利要求1. 一種模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置，包括一個樣品室 (1)，其特征在于所述裝置還包括一個能實現(xiàn)恒定壓力和恒定流速的注氣泵(27)和采氣泵(28)、若干壓力傳感器以及由單片機構(gòu)成的中央控制器(24);其中，注氣泵(27)和采氣泵(28)分別置于樣品室(I)的兩側(cè)，分別位于所述樣品室內(nèi)頂部和底部的壓力傳感器通過信號電纜將壓力信號輸出到所述中央控制器(24)中的單片機壓力信號輸入端，所述單片機分別向注氣泵(27)和采氣泵(28)的驅(qū)動電機輸出電機驅(qū)動信號，中央控制器(24)連接有鍵盤(25)和顯示器(26)；所述樣品室(I)的內(nèi)側(cè)壁上有若干凸棱(4)，以實現(xiàn)泥砂模型的滑動插入；所述樣品室 (O的頂端開有頂部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔(3，2)，樣品室(I)的底端開有底部左、右側(cè)壓力傳感器插入孔(7，5);所述樣品室(I)鉸接有一個密封門(8)，此外，所述樣品室(I)的側(cè)壁上開有用于實現(xiàn)所述注氣泵(27)和采氣泵(28)接入的孔。
專利摘要一種模擬多周期交變應(yīng)力條件下蓋層封閉天然氣能力的實驗裝置，主要解決現(xiàn)有實驗裝置不能實現(xiàn)模擬多周期交變應(yīng)力條件而對蓋層封閉天然氣能力進行測試的難題。其特征在于所述裝置還包括一個能實現(xiàn)恒定壓力和恒定流速的注氣泵和采氣泵、若干壓力傳感器以及由單片機構(gòu)成的中央控制器；注氣泵和采氣泵分別置于樣品室的兩側(cè)，分別位于樣品室內(nèi)頂部和底部的壓力傳感器通過信號電纜將壓力信號輸出到所述中央控制器中的單片機壓力信號輸入端，所述單片機分別向注氣泵和采氣泵的驅(qū)動電機輸出電機驅(qū)動信號，中央控制器連接有鍵盤和顯示器。本裝置能夠模擬多周期應(yīng)變條件后測試蓋層封閉天然氣的能力，具有自動化程度高、測試周期短以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等特點。
文檔編號G01N33/24GK202814961SQ201220459458
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者劉哲, 呂延防, 孫寧 申請人:東北石油大學(xué)