[發明專利]一種地質儲層徑向流模擬裝置

有效

• 申請號: 201811301889.1
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109599021B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 邱海峻;葉建良;秦緒文;陸程;孫曉曉;王靜麗;李占釗;馬超;耿瀾濤;賀會策;張渴為;張熙
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，包括：

徑向模擬腔，包括兩端開口用于填充海底水合物儲層泥質粉砂多孔介質的圓柱腔體，分別通過螺栓固定封閉圓柱腔體兩端開口的上蓋板和下蓋板，下蓋板與圓柱腔體接觸的一面設置有凸出且與圓柱腔體內徑相同的擠壓臺，上蓋板的圓心處設置有貫穿孔；

空心模擬井筒，用于模擬開采井，包括由所述貫穿孔處插入圓柱腔體內的井筒，將井筒限制在上蓋板處的彈簧壓蓋；所述井筒伸入圓柱腔體內的側壁上設置有與外部相通的通孔，所述彈簧壓蓋包括一端為開口端另一端為封閉端的管體，管體利用開口端套在井筒伸出圓柱腔體的一端后由螺栓將開口端固定在上蓋板上，在管體的封閉端設置有供井筒伸出的通孔，在管體的內部安裝有套在井筒外的彈簧，和通過螺紋擰在井筒上的調節螺帽，調節螺帽利用與封閉端的相對位置來調節彈簧的彈力大小；

囊式覆壓加載套，用于模擬施加至多孔介質上的地層覆壓，包括一端封閉的橡膠套，提高橡膠套密封性能的壓圈及扶正圈，及測量橡膠套位移的位移傳感器；橡膠套通過螺紋擰在下蓋板的擠壓臺上，與下蓋板之間形成一個封閉空間，位移傳感器穿過下蓋板后伸入該封閉空間；

參數測量系統，用于測量多孔介質在不同模擬實驗中數據，包括測量壓力的囊式測壓器、測量溫度的溫度傳感器和測量電阻的電極，在下蓋板上設置有多個通孔，所要囊式測壓器、所述溫度傳感器、電機同時安裝在一個通孔中或分散安裝在不同的通孔中；

數據采集處理單元，包括帶有數據處理軟件的控制系統，在控制實驗過程的同時對不同的實驗過程實現數據采集、分析和結果輸出。

2.根據權利要求1所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

在所述彈簧壓蓋內部還安裝有密封所述井筒與所述上蓋板之間連接縫的固定件，固定件包括套在所述井筒外利用螺栓固定的壓套，和安裝在連接縫內的密封圈，固定件固定后對密封圈進行擠壓密封。

3.根據權利要求1所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

在所述圓柱腔體的側面設置有分別與加裝多孔介質的空間和所述囊式覆壓加載套的封閉空間相通的圍壓注入孔；在圍壓注入孔與多孔介質之間設置有隔離泥沙的過濾器。

4.根據權利要求1所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

在所述井筒的外圓周設置有隔絕多孔介質進入的防砂網；在所述圓柱腔體的內圓周和所述井筒的外圓周處分別設置有用于分散液體滲透路徑的陶粒滲透層。

5.根據權利要求1所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

所述參數測量系統還包括將用于固定測量部件的固定座，限制片和防脫套，所述固定座密封固定在所述通孔內且內部設置有中心通道，所述限制片為柔性或金屬圓片且設置有多個軸向貫穿插孔，其多個組合后水平安裝在固定座的中心通道內，所述防脫套通過外螺紋擰在中心通道的外部開口端，其前端頂緊所述限制片；所述囊式測壓器、溫度傳感器和電極穿過防脫套和限制片上的插孔后伸入所述圓柱腔體內，所述防脫套與所述固定座接觸一端的外圓周上設置有密封件，另一端設置有防止信號線纜松動的防轉螺栓，所述防轉螺栓的徑向上設置有通孔，在所述防脫套上設置有對應的限制孔，當防轉螺栓轉到位后，通過固定螺栓擰入防轉螺栓上的通孔和限制孔來避免防轉螺栓轉動。

6.根據權利要求5所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

所述囊式測壓器包括測壓管，套在測壓管外部的引壓管，位于引壓管端部且密封容納測壓管端部的囊式隔離套，向所述引壓管內注入防凍液的注入裝置；所述引壓管的端部外表面設置有多道徑向凸環，所述囊式隔離套為一端開口的柔性套，在開口端的內表面設置有與凸環對應的凹環，所述囊式隔離套利用凹環與所述引壓管上的凸環卡合后連接在一起，在內部形成容納防凍液的保護空間。

7.根據權利要求6所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

所述囊式測壓器、溫度傳感器和電極沿所述圓柱腔體內的氣液流動方向依次分布；一個所述通孔中安裝一個囊式測壓器、一個溫度傳感器或一個電極，或一個測量孔中同時安裝多個囊式測壓器、溫度傳感器和電極。

8.根據權利要求1所述的地質儲層徑向流模擬裝置，其特征在于，

所述徑向模擬腔安裝在角度調整裝置上，所述角度調整裝置包括水平對稱固定在所述圓柱腔體兩個相對面外側上的固定柱，其中一根固定柱的端部通過帶有軸承的軸承座安裝在一個支撐在地面上的支座內，所述軸承座與所述支座為弧形滑動接觸；另一根通過軸承與蝸輪升降機構連接，蝸輪升降機構通過控制固定柱實現圓柱腔體實現水平旋轉和垂直高度上的升降。