海安县石油科研仪器有限公司
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一、仪器功能1、提高采收率研究，在模拟高温高压地层条件下进行水驱油、化学驱油、泡沫驱油、混相驱油、混相压力，气驱油等驱替试验。2、采油工艺研究，如酸化、堵水、调剖等试验。3、地层敏感性，地层伤害评价等试验。
多功能模拟驱油系统
一、仪器功能 1、提高采收率研究，在模拟高温高压地层条件下进行水驱油、化学驱 |
油、泡沫驱油、混相驱油、混相压力，气驱油等驱替试验。 |
2、采油工艺研究，如酸化、堵水、调剖等试验。 |
3、地层敏感性，地层伤害评价等试验。 |
二、仪器主要技术参数 |
1．工作压力 |
环 |
压：60MPa |
驱替压力：50MPa |
压力测试精度：0.1%F·S |
2．流量范围 |
0.001～24mL/min（双缸泵） |
3．适用岩心 |
填砂模型：Φ25×500m，Φ25×1000mm（3 个测压点） |
4．电源：交流 380V， 50HZ |
5.工作温度：180℃，控温精度：±1℃ |
6．总功率：6Kw |
三、仪器的基本组成结构 |
该仪器主要由注入系统、模型系统、计量系统、自动控制系统、数据采 |
集与处理系统组成。详见工作流程： |
注入系统 |
模拟系统 |
计量系统 |
数据采集处理 |
气液比注入控制系统 |
注入系统：由注入泵、中间容器、气液比例注入控制系统、泡沫发生系 |
统、管阀件组成，可将各种流体按一定流量注入到模型内。 |
模拟系统：由填砂模型管、恒温箱、回压系统等组成。 |
计量系统：包括压力测量、温度测量、流量计量、油气水体积计量等。 |
自动控制：计算机自动控制注入泵的流量，恒温箱加热恒温，超压保护， |
超温断电等。 |
数据采集处理：由各种数据采集卡、计算机、打印机、采集处理软件组 |
成，可适时采集压力、温度、流量油气水体积等参数，并对数据进行运算处 |
理。 |
四、组成仪器各部件的技术规范 |
1．注入泵 |
选用美国进口双缸恒速恒流泵，用于提供连续无脉冲流体。工作压力 |
10000psi，稳定提供流量 0.001-24ml/min(双缸泵)，该泵压力密封可靠，精 |
度高，具有*运行寿命，系统具有超压限载，报警功能。标准控制有 RS-232 |
串行口、运行／停止输入，远程模拟控制，实时压力监控和恒流控制。 |
2．中间容器 |
用于存储岩心流体，容器采用浮动活塞， |
有效将岩心流体和驱替流体隔离，活塞阻力小。 |
主体采用 HC、316L 材料制作，耐压 50MPa，温 |
度 180℃， 抗腐蚀，耐高温，容器安装在的 |
支架上，整体放置在恒温箱内，便于两端拆装、 |
清洗更换密封圈及操作调整。主要指标如下： |
气容器的容积为 5000ml， |
水油及化学剂容器的容积为 1000ml |
3.气液比例注入控制系统 |
由泡沫发生器、气体增压泵、双缸恒速泵、 |
高压储气罐及回压控制系统组成。气、液按设定比例输入泡沫发生器 |
产生泡沫。从而对选择不同气液比产生的泡沫效果及泡沫驱油效率方案 |
优选提供依据。系统具有超压限载报警功能。详见控制系统原理图： |
活塞容器结构示意图 |
HC 型活塞容器 |
核心控制技术，并 得到广大科研单 位应用和认可 |
本系统提供控制气体流量的方式： |
用气体增压泵将气体增压到高压活塞容器里面，高压活塞容器内气体压 |
力由出口回压阀控制，用恒速泵注入液体推进活塞将气体注入泡沫发生器。 |
如果活塞内压力为 P2，恒速泵的流量为 Q2，岩心进口压力为 P1，要求气体 |
流量为 Q1，则有 P1Q1=P2Q2 |
泵的排量 |
Q2= |
P1Q1 P2 |
核心技术 |
式中 P2 为定值，当 P1 变化时，为保证 Q1 不变，就要不断改变 Q2 的流 |
量。本装置通过压力变压器实时采集压力 P1 的值，由计算机自动控制恒速 |
泵，随 P1 的变化而不断改变泵的排量 Q2，确保气体流量 Q1 的恒定输入泡沫 |
发生器，保证恒定的气液比例。 |
4．填砂模型管 |
规 |
格：φ25×500mm、φ25×1000mm、 |
工作压力：50MPa 、工作温度：180℃ |
内壁打毛，三测压孔均布 |
金属填砂模型管 |
5．回压控制系统 |
用于控制模型出口压力，模拟地层孔隙压力。 |
回压泵：全自动恒压泵、工作压力 50Mpa，该泵配有 RS-232 接口、简便的 |
键盘控制和数字化步进电机，可以保证压力精 |
确性 |
回压缓冲容器：ZR-2 型，1000mL、50MPa |
回压阀：美国 tecom，顶部加载式，50MPa |
6．恒温箱 |
工作温度：180℃±1℃ |
工作室内尺寸：2200×800×850 ㎜ |
（长×宽×高） |
前后开门，内装照明灯，不锈钢材料制作 |
热风循环，采用 PID 调节控温技术， |
恒温箱 |
箱内温度均匀，控温精度高。安装滚动脚轮，移动方便。 |
7．气体增压泵及驱动系统 |
系统由气体增压泵及储气罐组成，用于气体压力增压补充， |
满足实验所需气体压力。压力：50MPa |
8．压力切换系统 |
为保证压力测量精度，系统采用高、低不同量程传感器，分别安装在流 |
程里，提供切换。主体材料采用 316L。耐压：10000psi。 |
11．泡沫发生及观察系统 |
泡沫发生器采用*的设计结构，气体 |
沿切线方向射入起泡液中，使起泡液、气体 |
产生旋转充分混合，其顶部要安装多孔的烧 |
结板，气液混合物通过后形成丰富的泡沫。 |
泡沫发生器的出口安装高压观察窗，可观察 |
形成的泡沫状态稳定性。 |
高压观察窗采用德国进口玻璃双层特殊结构设计， |
内外同时加压。工作压力：50MPa，工作温度：150℃ |
12．计量系统 |
压力计量：压力变送器 23 只，量程 10MPa 、60MPa，测量精度 0.25%F·S， |
用于回压、模型进出口及各测压点的压力测量，通过数显表上的 RS232 口由 |
计算机采集。 |
温度计量：采用 Pt100 测温探头，XMT-7512ZXG5 温控仪设定，控制、测量 |
采用进口 高压玻璃 |
温度。温度也可由计算机设定，采集。 |
流量计量： |
采用天平称重法计算液体流量 |
天平型号：BS2202S，量程 2200g，精度 0.01g |
计算机自动采集计算流量值 |
油气水体积计量： |
由油水计量管、差压液位变送器、恒温箱、气体计量仪等组成。 |
恒温箱温度：60℃ |
其工作原理如下说明： |
气体计量计 |
德国赛多利斯天平 |
油 水 自 动 计 量 原 理 图 |
油 |
HL |
水 |
HL |
油气水进口 |
油气水自动计量装置由计量管、油液位计、水液位计、气体计量计、放 |
空阀等组成。模型中驱出的油、气、水进入计量管，油、水液位计测出液位 |
变化，计算机采集变化值计算油、水体积，气体进入气体计量计计量气体体 |
积计量精度 1%。 |
13．数据采集系统 |
采用 MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI， |
PCI8640 数据采集板适时采集压力、温度、流量、油气水体积等。 |
14．自动控制系统（超温超压自动保护） |
计算机可对下列外部设备进行控制 |
⑴ 注入泵：通过泵的通讯接口，计算机可对泵的注入流量进行控制； |
⑵ 温度：通过温控仪上的 RS232 接口，可由计算机设定控制恒温箱加热 |
温度； |
〔3〕压力传感器量程切换控制； |
〔4〕气液比泡沫自动控制。 |
15．应用软件与数据处理 |
软件在 windows 2000/xp 环境下运行，采用 VB 编程。仪器工作流程显 |
示在界面上，可实现人机对话，操作人员设定好参数后就可以实现无人值守， |
计算机可自动采集所有的压力、温度、流量，并控制泵的运行，环压泵的自 |
动跟踪，压力换向阀的换向等。 |
计算机采集的数据经处理可生成原始数据报表、分析报表以及曲线图， |
同时生成数据库文件格式，可随时导入 EXCEL 文档以便用户灵活使用。 |
计算机：4G 内存，i7 处理器，19 液晶 |
打印机：HP 1020 激光打印机 |
∥ |
软件界面图 |
五、系统的安全设计 |
1、流程管路安全设计 |
由于高温、高压，系统采用具有多种功能的压力安全保护措施。 |
（1） 通过压力仪表监控压力，若达到设定值可报警、停止加热、停止注入 |
泵输送流体。 |
（2） 每个容器都装有压力表，适时监控容器内部压力变化，并设计放空阀 |
及时放空。 |
（3） 计算机程序中设计过压力停泵程序，如果流程管路内压大于设计工作 |
压力，则将环压泵和注入泵送液立刻停止。 |
（4） 防爆装置采用大连理工大学安全装备厂生产的泄放口径为 10mm 的爆 |
破装置，并用管道外引。 |
2.用电安全 |
实验装置用电量较大，用电安全比较重要。需科学设计各分设备的用电 |
功率、供电电路及接地保护、漏电保护等。 |
3.温度保护 |
在系统温度超出设定温度时，系统会立即自动停止当前操作，然后关断 |
加热电源。 |
4.高温防护 |
实验由于温度较高，易造成实验人员烫伤，因此经常操作的阀门手柄设 |
计在恒温箱外，方便操作。 |
六、系统主要技术特征 |
1．装置采用模块化设计，可根据不同试验要求进行组合； |
2．装置具有高温高压特性，并设有超温超压保护装置； |
3．注入泵、压力变送器和天平关键部件采用进口件，提高测试的可靠 |
性、精确性； |
4．实现计算机自动化控制、采集、处理，压力变送器量程自动切换； |
5．仪器的结构要合理、外型要美观大方、操作方便、经久耐用； |
6. 采用 316L、HC276 材料，耐腐蚀性强。 |
七、系统效果图 |
八、基本操作及维护 |
基本操作： |
1．岩样准备 |
⑴．岩样的钻取切割：将岩样钻成φ25 的圆柱体，两端切割平整，切割 |
面与轴线垂直。 |
钻取岩样方法参见 SY/T5336 |
⑵．岩样的洗油 |
洗油方法按 SY/T5336 执行 |
⑶．岩样的烘干 |
岩样烘干温度控制在 60～65℃，烘干 24h 后，每隔 8h 称重一次，两次 |
称重的差值小于 10mg 时，记下岩样的实测质量。 |
⑷．测量岩样的几何尺寸：长度（L）、直径（D）。 |
⑸．岩样气体渗透率测定按 SY/T5336 进行。 |
⑹．岩样抽空饱和油（水），称湿重，计算岩样孔隙体积。 |
⑺．将饱和好油（水）的岩样浸泡在油（水）中，待用。 |
2．流程准备 |
保证储液容器、各种泵内液体充足，不足时请添加。 |
3．岩心的安装 |
从烧杯中取出预先饱和好的岩心，放入夹持器胶套内，装上夹持器堵头， |
顶紧岩样。 |
4．加环压密封岩样 |
⑴．手动加环压 |
将控制面板上手动、自动开关打到手动位置，打开环压泵开关，增压至 |
需要压力值时，关环压泵开关。 |
⑵．自动加环压 |
将控制面板上手动、自动开关打到自动位置，在计算机实验程序上，点 |
击实验开始键后，计算机自动控制环压泵的启动与停止，并自动跟踪驱替压 |
力，维持环压与驱替压力差。 |
5．系统回压 |
系统回压控制是通过对回压阀施加控制压力而实现的，外加控制压力zui |
好是气体，以保证控制精度。当气体压力不足时可以用手动泵通过缓冲容器， |
用水顶气增压的方法，增加气体压力。 |
6．加温 |
先打开面板上恒温箱风机开关，再打开加热开关，在其控温仪上设定需 |
加热的温度，温控仪自动控制恒温箱加热，至所需温度恒温。 |
温控仪温度设定方法详见温控仪使用说明书 |
也可在计算机上设定加热温度。 |
停止加热只需将加热开关断开，或将温控仪温度设定到低于环境温度。 |
维护： |
电子天平要避免强烈振动，切不可过载，其详细的注意事项请阅读天 |
平说明书。 |
本仪器所配计算机为仪器的控制机，切忌乱拷软件，尤其是来历 |
不明的 u 盘，计算机病毒可能会导致控制及数据采集的混乱和错误。 |
仪器所有与液体接触的部分均为不锈钢材质，有一定的抗腐蚀性能， |
但并非一劳永逸。对流程管汇部分需经常清洗，尤其是注完酸或其它强腐蚀 |
液体后要立即用清水清洗。流程*不用时，流程管汇内注满油或用高压气 |
吹干，以防锈蚀。 |
*使用会造成对流程密封件的正常破损，影响密封性能，所以，建 |
议定期对仪器进行耐压试验，对仪器.的泄露部分更换密封件，对经常使用 |
者其周期以 3 个月为宜。 |
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