本實(shí)用新型涉及一種CT掃描裝置，具體為一種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置。

背景技術(shù)：

對各種驅(qū)油機(jī)理的客觀了解，是提高油氣田油氣采收率的關(guān)鍵，微觀驅(qū)油實(shí)驗(yàn)是人們研究微觀驅(qū)油機(jī)理的重要手段。傳統(tǒng)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)過程中，流體分布情況是不可視的，只能宏觀地測量進(jìn)出口壓力、含油氣水流量，因此驅(qū)替劑的作用機(jī)理比較模糊?？梢暬⒂^驅(qū)油物理實(shí)驗(yàn)，能夠反映巖心內(nèi)部流體分布情況，成為人們研究微觀驅(qū)油機(jī)理的重要方法。

在現(xiàn)有的幾種驅(qū)油試驗(yàn)中，激光刻蝕驅(qū)油模型，能獲取天然巖心鑄體薄片的骨架和孔隙圖像，并使用光刻技術(shù)制成仿真玻璃模型，能識別流體運(yùn)動(dòng)分布圖像。但它是二維模型，不符合巖心驅(qū)油過程中的實(shí)際狀況，所用壁面材料與真實(shí)地層情況相差較大。如論文：“邵媛等,可視化微觀物理驅(qū)替模型[J],內(nèi)江科技，2010,31(10):124-125.”

核磁共振驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法，使用核磁共振成像技術(shù)，能夠獲取巖心基本參數(shù)以及流體的三維分布情況。但在核磁共振實(shí)驗(yàn)中，不能使用金屬作為巖心夾持器壁面材料，因此對高溫高壓的實(shí)驗(yàn)環(huán)境有很大的限制。如論文：“狄勤豐等，巖心微流動(dòng)的核磁共振可視化研究[J]，實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)，2016,30(3)：98-103.”

CT掃描技術(shù)能在不改變巖心外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，能夠快速對巖心內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)、流體分布情況進(jìn)行觀測。為了模擬地下高溫高壓環(huán)境，需將巖心放置于耐高溫高壓的高壓釜內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其金屬外壁對X射線有很強(qiáng)的散射和衰減，引起圖像的不清晰。如實(shí)用新型專利公開號為：“CN102778464A”的實(shí)用新型專利“一種高溫高壓工業(yè)CT掃描系統(tǒng)”。

本實(shí)用新型主要涉及一種巖心CT掃描裝置，對普通CT掃描裝置的發(fā)射和接收進(jìn)行改進(jìn)，能克服在驅(qū)油實(shí)驗(yàn)過程中，高壓釜體對X射線造成的散射和衰弱的影響，同時(shí)能夠達(dá)到高溫高壓的實(shí)驗(yàn)條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置，可以有效解決實(shí)際應(yīng)用中，激光刻蝕驅(qū)油模型實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)際驅(qū)油過程不符合，核磁共振驅(qū)油實(shí)驗(yàn)方法的壓力溫度不理想，以及CT掃描實(shí)驗(yàn)方法的釜體外壁對X射線有很強(qiáng)的散射和衰減，引起圖像的不清晰等問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置，包括裝置外殼，所述裝置外殼由四層組成，所述裝置外殼從內(nèi)到外依次設(shè)有高壓釜體、加熱套、保溫套和鉛皮，所述高壓釜體上下兩端分別有釜體上端蓋和釜體下端蓋覆蓋,所述釜體上端蓋下部中間設(shè)有高壓玻璃窗，所述釜體上端蓋上部的中間設(shè)有微光CCD，所述微光CCD的下部設(shè)有光學(xué)鏡頭，所述釜體上端蓋的兩側(cè)分別通過流體入口管和流體出口管，所述流體入口管分別與油杯、水杯和驅(qū)替氣瓶相連，所述油杯、所述水杯和所述驅(qū)替氣瓶連接處設(shè)有流體壓力表，所述油杯、所述水杯和所述驅(qū)替氣瓶分別與油相計(jì)量泵、水相計(jì)量泵和減壓閥相連，所述流體出口管與油水計(jì)量杯相連，中間處設(shè)有氣體流量計(jì)，所述流體入口管和所述流體出口管的下部均與巖心夾持器相連，所述巖心夾持器的內(nèi)部填充有巖心，所述巖心圓周設(shè)有膠皮套，所述巖心的兩端分別設(shè)有聲電接收探頭和聲電發(fā)射探頭，所述聲電接收探頭與所述聲電發(fā)射探頭通過釜體上端蓋的引出線接于聲電儀,所述聲電接收探頭的一側(cè)與流體進(jìn)口軸管相連，所述聲電發(fā)射探頭的一側(cè)與流體出口軸管相連，流體進(jìn)口軸管穿過旋轉(zhuǎn)電機(jī)中心軸與左支架固定的進(jìn)口密封轉(zhuǎn)軸相連，所述流體出口軸管與右支架固定的出口密封轉(zhuǎn)軸相連，所述釜體下端蓋的下部設(shè)有鈹窗，所述釜體下端蓋的一側(cè)設(shè)有圍壓入口，所述圍壓入口與氦氣回收泵和氦氣增壓泵相連，且所述氦氣回收泵和所述氦氣增壓泵之間相互并聯(lián)，所述圍壓入口與所述氦氣回收泵和所述氦氣增壓泵之間設(shè)有圍壓壓力表，所述氦氣回收泵和所述氦氣增壓泵與所述氦氣瓶相連，所述鈹窗的下部設(shè)有X光機(jī)。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述巖心夾持器與所述高壓玻璃窗之間設(shè)有熒光紙，且熒光紙與所述高壓釜體為活動(dòng)連接。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)和左支架之間與所述聲電發(fā)射探頭和右支架之間均設(shè)有絕緣材料，旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用180°的旋轉(zhuǎn)方式帶動(dòng)所述巖心旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：該種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置，相比與傳統(tǒng)半導(dǎo)體X光探測器，采用熒光紙作為X光接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)將接收裝置放于高溫高壓環(huán)境當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)方案。X射線經(jīng)X光機(jī)發(fā)出，透過鈹窗和圍壓氣體氦氣照射到巖心上，再在熒光紙上成像，可以獲得25幀/秒，并大于5lp/mm的分辨率圖像。X射線的發(fā)射和接受都不會(huì)穿過高壓釜體外殼，避免了釜體外殼對X射線產(chǎn)生的散射和衰弱的影響。同時(shí)可以達(dá)到150攝氏度高溫和70MPA的實(shí)驗(yàn)要求。

附圖說明

附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型一種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、流體出口管；2、油水計(jì)量杯；3、光學(xué)鏡頭；4、高壓玻璃窗；5；熒光紙；6、膠皮套；7、巖心；8、旋轉(zhuǎn)電機(jī)；9、左支架；10、鉛皮；11、保溫套；12、加熱套；13、高壓釜體；14、釜體下端蓋；15、圍壓入口；16、鈹窗；17、X光機(jī)；18、聲電儀；19、流體壓力表；20、微光CCD；21、油杯；22、油相計(jì)量泵；23、流體入口管；24、水杯；25、水相計(jì)量泵；26、減壓閥；27、驅(qū)替氣瓶；28、圍壓壓力表；29、氦氣回收泵；30、氦氣增壓泵；31、氦氣瓶；32、聲電發(fā)射探頭；33、聲電接收探頭；34、出口密封轉(zhuǎn)軸；35、右支架；36、進(jìn)口密封轉(zhuǎn)軸；37、流體進(jìn)口軸管；38、流體出口軸管；39、釜體上端蓋；40、氣體流量計(jì)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例：如圖1-2所示，本實(shí)用新型一種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置，包括裝置外殼，裝置外殼由四層組成，裝置外殼從內(nèi)到外依次設(shè)有高壓釜體13、加熱套12、保溫套11和鉛皮10，加熱套12包裹于高壓釜體13上，起到加熱釜體的作用，可以使釜體內(nèi)部到到需要的150攝氏度的高溫度。保溫套11，用來維持裝置內(nèi)部溫度。鉛皮10，它包裹于保溫套11之上，可防止X射線的溢出，避免工作人員收到輻射的影響，高壓釜體13上下兩端分別有釜體上端蓋39和釜體下端蓋14覆蓋,其內(nèi)部能達(dá)到70MPA的高壓，釜體上端蓋39下部中間設(shè)有高壓玻璃窗4，可在玻璃窗外部，由光學(xué)鏡頭3和微光CCD20觀測裝置內(nèi)部的情況。釜體上端蓋39上部的中間設(shè)有微光CCD20，微光CCD20的下部設(shè)有光學(xué)鏡頭3，釜體上端蓋39的兩側(cè)分別通過流體入口管23和流體出口管1，流體入口管23分別與油杯21、水杯24和驅(qū)替氣瓶27相連，油杯21、水杯24和驅(qū)替氣瓶27連接處設(shè)有流體壓力表19，監(jiān)測流體壓力，可同時(shí)或分別向裝置內(nèi)驅(qū)替油氣水三相流體。油杯21、水杯24和驅(qū)替氣瓶27分別與油相計(jì)量泵22、水相計(jì)量泵25和減壓閥26相連，流體出口管1與油水計(jì)量杯2相連，中間處設(shè)有氣體流量計(jì)40，可分別計(jì)量裝置內(nèi)部排出的油水以及氣體。流體入口管23和流體出口管1的下部均與巖心夾持器相連，巖心夾持器的內(nèi)部填充有巖心7，巖心7圓周設(shè)有膠皮套6，巖心7的兩端分別設(shè)有聲電接收探頭33和聲電發(fā)射探頭32，聲電接收探頭33與聲電發(fā)射探頭32通過釜體上端蓋39的引出線接于聲電儀18,聲電接收探頭33的一側(cè)與流體進(jìn)口軸管37相連，聲電發(fā)射探頭32的一側(cè)與流體出口軸管38相連，流體進(jìn)口軸管37穿過旋轉(zhuǎn)電機(jī)8中心軸與左支架9固定的進(jìn)口密封轉(zhuǎn)軸36相連，流體出口軸管38與右支架35固定的出口密封轉(zhuǎn)軸34相連，釜體下端蓋14的下部設(shè)有鈹窗16，鈹窗16對X射線的散射和衰減很小，同時(shí)能耐高溫高壓。釜體下端蓋14的一側(cè)設(shè)有圍壓入口15，圍壓入口15與氦氣回收泵29和氦氣增壓泵30相連，且氦氣回收泵29和氦氣增壓泵30之間相互并聯(lián)，圍壓入口15與氦氣回收泵29和氦氣增壓泵30之間設(shè)有圍壓壓力表28，氦氣回收泵29和氦氣增壓泵30與氦氣瓶31相連，鈹窗16的下部設(shè)有X光機(jī)17。

巖心夾持器與高壓玻璃窗4之間設(shè)有熒光紙5，且熒光紙5與高壓釜體13為活動(dòng)連接，熒光紙5可以是稀土熒光物質(zhì)，是非半導(dǎo)體電子元件，它可以承受高溫高壓的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。熒光紙5在裝置中還可上下垂直移動(dòng)，調(diào)整不同放大倍數(shù)。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)8和左支架9之間與聲電發(fā)射探頭32和右支架35之間均設(shè)有絕緣材料，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8采用180°的旋轉(zhuǎn)方式帶動(dòng)巖心7旋轉(zhuǎn)，為了避免超聲波探頭電線和電阻率測量電極電線脫落，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8，將采用180度來回旋轉(zhuǎn)的方式帶動(dòng)巖心7旋轉(zhuǎn)。

具體的，加熱套12可將儀器內(nèi)部快速升溫，氦氣增壓泵30經(jīng)圍壓入口15向裝置內(nèi)部快速加壓。由圍壓壓力表28監(jiān)測圍壓壓力。

油相計(jì)量泵22、水相計(jì)量泵25、減壓閥26，經(jīng)流體入口管24向裝置內(nèi)部輸入流體至巖心7內(nèi)部。由流體壓力表19監(jiān)測流體壓力。同時(shí)，油水計(jì)量杯2與氣體計(jì)量計(jì)40將記錄從裝置排出的流體。

聲電發(fā)射探頭32和聲電接收探頭33工作，并在聲電儀18、超聲波儀上記錄。

X光機(jī)17開始工作，它的光源為點(diǎn)光源，發(fā)射的X射線，通過鈹窗16，照射并透過到高壓釜體13內(nèi)部的巖心夾持器內(nèi)部巖心7，再投影到熒光紙5上，使熒光紙5發(fā)熒光，形成巖心投影影像。

巖心投影影像，將透過耐高溫高壓的高壓玻璃窗4，再通過光學(xué)鏡頭3匯聚在20微光CCD上。調(diào)整3光學(xué)鏡頭，使20微光CCD成像更清晰，并記錄5熒光紙上的影像，可以獲得25幀/秒，并大于5對線5lp/mm的分辨率圖像。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)8工作，帶動(dòng)巖心7轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)微光CCD20獲得數(shù)據(jù)，可進(jìn)行CT數(shù)據(jù)處理，并獲得CT圖像。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束，氦氣回收泵29工作，釜體內(nèi)部圍壓氣體經(jīng)圍壓入口15回收到氦氣瓶31中。

該種高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)驅(qū)油實(shí)驗(yàn)CT掃描裝置，相比與傳統(tǒng)半導(dǎo)體X光探測器，采用熒光紙5作為X光接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)將接收裝置放于高溫高壓環(huán)境當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)方案。X射線經(jīng)X光機(jī)17發(fā)出，透過鈹窗16和圍壓氣體氦氣照射到巖心7上，再在熒光紙5上成像，可以獲得25幀/秒，并大于5lp/mm的分辨率圖像。X射線的發(fā)射和接受都不會(huì)穿過高壓釜體外殼，避免了釜體外殼對X射線產(chǎn)生的散射和衰弱的影響。同時(shí)可以達(dá)到150攝氏度高溫和70MPA的實(shí)驗(yàn)要求。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。