[發(fā)明專利]基于磁懸浮天平的硫沉積裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410763202.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104483227A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭肖;朱爭(zhēng);夏靜;畢建霞;劉川琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N5/02
• 分類號(hào): G01N5/02;G01N15/08
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：它包括驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

所述的驅(qū)替系統(tǒng)包括樣品氣罐（1）、配樣器（3）、氣體增壓泵（4）、恒速恒壓泵（11）、活塞容器（10）、手動(dòng)回壓泵（25）和回壓控制閥（24），所述的樣品氣罐（1）的取樣口通過(guò)管路與配樣器（3）的進(jìn)樣口連接，在樣品氣罐（1）與配樣器（3）連接的管路上設(shè)有氣源控制閥（2），所述的氣體增壓泵（4）的進(jìn)口通過(guò)管路與配樣器（3）的出口連接，所述的恒速恒壓泵（11）的出口通過(guò)管路連接活塞容器（10）的下端入口，且在該連接管路上設(shè)置有一恒速恒壓泵控制閥（12），氣體增壓泵（4）的出口通過(guò)管路與活塞容器（10）的上端入口連接，在氣體增壓泵（4）與活塞容器（10）上設(shè)有氣體增壓泵控制閥（8），所述的活塞容器（10）的上端入口處設(shè)有活塞容器控制閥（9），配樣器（3）和活塞容器（10）的出口通過(guò)管路與地層條件模擬系統(tǒng)連接；

所述地層條件模擬系統(tǒng)包括恒溫箱（7）、巖心夾持器（20）和自動(dòng)圍壓追蹤泵（18），自動(dòng)圍壓追蹤泵（18）的出口設(shè)有自動(dòng)圍壓追蹤泵控制閥（22），所述的自動(dòng)圍壓追蹤泵（18）出口通過(guò)管路與巖心夾持器（20）的圍壓口連接，所述的巖心夾持器（20）置于恒溫箱（7）內(nèi)，巖心夾持器（20）的進(jìn)樣口通過(guò)管路分別與配樣器（3）的出口和活塞容器（10）的上端入口連接，并在該管路中設(shè)有安全閥（15），所述的配樣器（3）出口設(shè)置有一配樣器控制閥（5），所述的巖心夾持器（20）設(shè)有放空閥（16），放空閥（16）的出口通過(guò)排出管線連接到外部中和池，巖心夾持器（20）的輸入管路上設(shè)置有一巖心夾持器輸入端控制閥（14），所述的手動(dòng)回壓泵（25）的出口通過(guò)管線與回壓控制閥（24）輸入端口相連，回壓控制閥（24）的輸出端口與巖心夾持器（20）輸出管路連接，且?guī)r心夾持器（20）輸出管路上設(shè)置有巖心夾持器輸出端控制閥（21）；

所述的磁懸浮天平測(cè)試系統(tǒng)由高精度磁懸浮天平（6）構(gòu)成，高精度磁懸浮天平（6）將巖心夾持器（20）懸吊在高精度磁懸浮天平（6）下端的吊鉤上，解決常規(guī)天平硫沉積測(cè)量誤差大或根本無(wú)法測(cè)量的問(wèn)題，實(shí)時(shí)測(cè)定整個(gè)硫沉積過(guò)程中巖心硫沉積量；

所述的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)分別包括壓力傳感器A（13）、壓力傳感器B（19）、壓力傳感器C（23）、溫度傳感器（17）、磁懸浮天平傳感器（32）、高精度天平（30）、大量程流量計(jì)（27）、中量程流量計(jì)（28）、小量程流量計(jì)（29）、分離器（26）和計(jì)算機(jī)（31），所述的壓力傳感器A（13）、壓力傳感器C（23）分別置于巖心夾持器（20）的輸入管路和輸出管路上，壓力傳感器B（19）設(shè)置在自動(dòng)圍壓追蹤泵（18）上，溫度傳感器（17）置于恒溫箱（7）的中部，磁懸浮天平傳感器（32）置于高精度磁懸浮天平（6）中，所述的壓力傳感器A（13）、壓力傳感器B（19）、壓力傳感器C（23）、溫度傳感器（17）、高精度磁懸浮天平（6）、高精度天平（30）、大量程流量計(jì)（27）、中量程流量計(jì)（28）、小量程流量計(jì)（29）的輸出分別與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)（31）連接，所述的分離器（26）通過(guò)管路與巖心夾持器（20）的輸出管路連接，所述的高精度天平（30）與分離器（26）連接，大量程流量計(jì)（27）、中量程流量計(jì)（28）、小量程流量計(jì)（29）的入口端均通過(guò)管路與分離器（26）氣體出口端連接，其出口端通過(guò)排出管線連接到中和池。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：所述的恒溫箱（7）和配樣器（3）外面均設(shè)有隔離鋼化玻璃罩，玻璃罩上端設(shè)有硫化氫氣體泄漏報(bào)警裝置和防爆排風(fēng)扇。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：所述的恒溫箱（7）采用全密閉電熱管加熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：所述的巖心夾持器（20）兩端輸入輸出管線采用金屬軟管（35）以實(shí)現(xiàn)更好的懸浮狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：所述的高精度磁懸浮天平（6）下端連接有一電磁鐵（33），巖心夾持器（20）上端設(shè)置有一永久性磁鐵（34），通電后，高精度磁懸浮天平（6）將巖心夾持器（20）吊起。

6.如權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮天平的硫沉積測(cè)試裝置，其特征在于：它包括以下測(cè)試步驟：

S1：測(cè)試環(huán)境構(gòu)建：建立由驅(qū)替系統(tǒng)、地層條件模擬系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成的測(cè)試環(huán)境；

S2：實(shí)時(shí)測(cè)量元素硫沉積量：未通酸性氣樣前首先采用高精度磁懸浮天平（6）測(cè)量含巖樣的巖心夾持器（20）凈重，然后將配樣器（3）或活塞容器（10）中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器（20）內(nèi)部溫度或壓力，在線實(shí)時(shí)計(jì)量元素硫沉積后的含巖樣的巖心夾持器（20）的重量，前后的重量差值即是元素硫的沉積量；

S3：硫沉積前后的滲透率動(dòng)態(tài)變化測(cè)試：未通酸性氣樣前，先用氮?dú)鉁y(cè)試巖樣絕對(duì)滲透率，再將配樣器（3）或活塞容器（10）中的高含硫化氫氣樣注入巖樣中，連續(xù)降低巖心夾持器（20）內(nèi)部溫度或壓力，與此同時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)定含元素硫沉積巖樣兩端的壓力，實(shí)時(shí)計(jì)算氣體的粘度、體積系數(shù)和偏差因子，再根據(jù)達(dá)西定律實(shí)時(shí)計(jì)算含元素硫沉積巖樣的氣測(cè)滲透率，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)硫沉積對(duì)巖樣滲透率的傷害程度。