CN107817201A - 一种并联岩心夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种并联岩心夹持器，包括并联筒体，内齿圈，底座，胶筒，其特征在于：并联筒体与前端盖、后端盖均通过螺钉连接，前密封片和后密封片分别置于并联筒体前、后密封槽内，堵头与前端盖和后端盖通过螺纹连接，胶筒置于并联筒体内部，方形阀芯小端与微调螺母通过螺纹连接，大端与方形阀套配合，方形阀套置于并联筒体中部方形通孔内，并联筒体与连杆大端、连接块通过螺钉连接，连接块焊于内齿圈***，内齿圈与行星齿轮、中心齿轮配合构成行星齿轮机构，中心齿轮、Y形挡板和连杆小端均与转动杆长端配合，平键置于转动杆长端键槽内，转动杆与底座上的长支架和短支架配合。本发明能高效、快捷地针对夹层和非均质层地层进行模拟并测量相关参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩心油藏物理模拟试验装置，具体涉及一种并联岩心夹持器。
背景技术
岩心夹持器是开发试验中运用较广泛的基础组件，主要是针对于石油和天然气的地质勘探及相关开发研究当中，通过对目标地层取岩心，在岩心夹持器中完成与岩心相关的渗透率、孔隙度和其它地层损害等相关试验，从而获得岩心及流体各项物性参数，进一步反映出地层的相关特性。岩心夹持器的目的性较为单一，主要是夹持、稳定岩心，控制各项模拟地层参数并形成密闭空间，完成各种模拟环境的试验并取得试验参数。
随着国内外石油开发的不断进行，油藏层间矛盾越来越突出，因为油藏地层各种岩性相互交杂，非均质性与各向异性影响突出，各层间物理特性差异较大。采用常规单岩心夹持来模拟油藏地层的注水、损害等相关试验不能很好地反应出介质在层与层之间的流动关系，可模拟性差，测量结果偏差大。现在普遍使用的并联岩心和非均质岩心夹持器的实现方法较为简单，仅是将不同物性岩性叠加放入夹持器内，不能对相关影响参数进行调节，使用不方便。为此，有必要设计一种针对夹层和非均质层地层相关的岩心夹持来模拟地层工况，通过调节流量和相对重力方向，以及改变试验岩性来准确、方便地测量地层物性参数。
发明内容
本发明创造的目的是为了解决上述问题，提出一种具有高效可调的并联岩心夹持器来实现模拟夹层和非均质地层环境，测量相关物性参数的工作。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种并联岩心夹持器，包括并联筒体，内齿圈，底座，胶筒，其特征在于：并联筒体与前端盖、后端盖均通过螺钉连接，前密封片和后密封片分别置于并联筒体前、后密封槽内，堵头与前端盖和后端盖通过螺纹连接，胶筒置于并联筒体内部，方形阀芯小端与微调螺母通过螺纹连接，大端与方形阀套配合，方形阀套置于并联筒体中部方形通孔内，并联筒体与连杆大端、连接块通过螺钉连接，连接块焊于内齿圈***，内齿圈与行星齿轮、中心齿轮配合构成行星齿轮机构，中心齿轮、Y形挡板和连杆小端均与转动杆长端配合，平键置于转动杆长端键槽内，转动杆与底座上的长支架和短支架配合。
所述并联筒体对称开设有两个工作腔室，前、后两端均设置有密封槽，顶部和底部分别开设有进油孔和泄油孔，中部开设有方形通孔，两腔体临近壁面设置有梯形突台，梯形突台中部开设有流通口。
所述前端盖、后端盖与并联筒体配合面的顶部设有楔形突台，楔形突台中部空心底端开设有内螺纹，前端盖中部开设有通孔，通孔***印有一圈刻度盘。
所述微调螺母小端设置有防滑槽，大端***均布有齿槽，与前端盖中部刻度盘配合。
所述堵头中部开设有流道，小端与岩心试样端部配合，且端面开设有环形和柱形凹槽，大端外侧均布有多个装卸槽，大端内侧临近圆柱上开设有螺纹。
所述底座上设置有长支架和短支架；长支架中部两侧设有固定块，上部设有沉孔，顶端开设有定位孔，顶端内侧开设有可供观察的台阶间隙；行星齿轮均通过螺栓与固定块和沉孔相连。
所述转动杆长端顶部开设有螺纹，靠近底部开设有键槽，底部设有突台，突台端面与长支架外侧贴合。
所述内齿圈上半圈一侧端部均布有盲孔，销钉穿过定位孔与盲孔配合。
所述Y形挡板置于转动杆的长端上，各顶端中部开孔分别与行星齿轮配合，内侧与内齿圈、行星齿轮、中心齿轮贴合，保证各齿轮在同一平面内。
所述胶筒两端设计有与楔形突台配合的楔形开口，侧门开设有方形口，方形口四周设有与梯形突台配合的梯形槽。
所述方形阀套一端开方形槽，侧面阵列有许多流量通孔。
所述方形阀芯一端设置有带部分螺纹的圆柱杆，圆柱杆可穿过前密封片和前端盖中部通孔；方形阀芯侧面阵列有许多流量通孔，其置于方形阀套最底部时两者流量通孔形成一一对应。
本发明的有益效果：
1.该夹持器可装入两种不同岩性的岩心，用于模拟夹层与非均质层地层的工况，较单岩心夹持器能更真实、准确地测量地层相关物性参数。
2.并联筒体中部可***流量调节装置，流量调节是由方形阀套和方形阀芯配合实现，通过微调螺母可方便调节两种岩心之间的流量参数，对研究不用情况的地层特性有很大作用；同时流量调节装置可换成针对性的人造岩心，用于实现更加复杂的地层环境模拟。
3.采用特殊结构的胶筒，有利于岩心的夹持，以及内部密封，实现了将驱替介质与围压控制油液有效隔离的作用。
4.采用行星轮机构可实现并联筒体随内齿圈转动而处于不同倾角，可模拟岩心内部流体介质在工作时处于不同相对重力方向时的工况，从而得到介质的不同流动规律；同时此处该机构为减速机构，在各种支撑结构的配合下具有省力、可靠的效果。
附图说明
图1为并联岩心夹持器的装配立体示意图；
图2为并联岩心夹持器夹持部分的装配全剖视图；
图3为并联岩心夹持器调节部分的立体***示意图；
图4为并联筒体的立体示意图；
图5为前端盖的立体示意图；
图6为胶筒的立体示意图；
图7为方形阀套、方形阀芯和微调螺母的配合立体示意图；
图中：1-并联筒体；2-前端盖；3-堵头；4-微调螺母；5-转动杆；6-内齿圈；7-底座；8-连杆；9-后端盖；10-后密封片；11-胶筒；12-方形阀套；13-方形阀芯；14-前密封片；15-装卸槽；16-短支架；17-Y形挡板；18-连接块；19-盲孔；20-长支架；21-定位孔；22-沉孔；23-销钉；24-平键；25-固定块；26-中心齿轮；27-行星齿轮；28-密封槽；29-进油口；30-方形通孔；31-梯形突台；32-泄油口；33-流通口；34-楔形突台；35-通孔；36-楔形开口；37-梯形槽；38-方形口；39-方形槽；40-圆柱杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-4所示，一种并联岩心夹持器，包括并联筒体1，内齿圈6，底座7，胶筒11，其特征在于：并联筒体1与前端盖2、后端盖9均通过螺钉连接，前密封片14和后密封片10分别置于并联筒体1前、后密封槽28内，堵头3与前端盖2和后端盖9通过螺纹连接，胶筒11置于并联筒体1内部，方形阀芯13小端与微调螺母4通过螺纹连接，大端与方形阀套12配合，方形阀套12置于并联筒体1中部方形通孔30内，并联筒体1与连杆8大端、连接块18通过螺钉连接，连接块18焊于内齿圈6***，内齿圈6与行星齿轮27、中心齿轮26配合构成行星齿轮机构，中心齿轮26、Y形挡板17和连杆8小端均与转动杆5长端配合，平键24置于转动杆5长端键槽内，转动杆5与底座7上的长支架20和短支架16配合。
如图4所示，所述并联筒体1内部对称开设有两个工作腔室，前、后两端均设置有密封槽28，顶部和底部分别开设有进油孔29和泄油孔32，中部开设有方形通孔30，工作腔室临近壁面设置有梯形突台31，梯形突台31中部开设有流通口33。
如图1和图5所示，所述前端盖2、后端盖9与并联筒体1配合面的顶部设有楔形突台34，楔形突台34中部空心底端开设有内螺纹，前端盖2中部开设有通孔35，通孔35***印有一圈刻度盘。
如图1所示，所述微调螺母4小端设置有防滑槽，大端***均布有齿槽，与前端盖表面中部刻度盘配合。
如图2所示，所述堵头3中部开设有流道，小端与岩心试样端部配合，且端面开设有环形和柱形凹槽，大端外侧均布有多个装卸槽15，大端内侧临近圆柱上开设有螺纹。
如图3所示，所述底座7上设置有长支架20和短支架16；长支架20中部两侧设有固定块25，上部设有沉孔22，顶端开设有定位孔21，顶端内侧开设有可供观察的台阶间隙；行星齿轮27均通过螺栓与固定块25和沉孔22相连。
如图3所示，所述转动杆5长端顶部开设有螺纹，靠近底部开设有键槽，底部设有突台，突台端面与长支架20外侧贴合。
如图3所示，所述内齿圈6上半圈一侧端部均布有盲孔19，销钉23穿过定位孔21与盲孔19配合。
如图3所示，所述Y形挡板17置于转动杆5的长端上，各顶端中部开孔分别与行星齿轮27配合，内侧与内齿圈6、行星齿轮27、中心齿轮26贴合，保证各齿轮在同一平面内。
如图6所示，所述胶筒11两端设计有与楔形突台34配合的楔形开口36，侧面开设有方形口38，方形口38四周设有与梯形突台31配合的梯形槽37。
如图7所示，所述方形阀套12一端开有方形槽39，侧面阵列有许多流量通孔。
如图7所示，所述方形阀芯13一端设置有带部分螺纹的圆柱杆40，圆柱杆40可穿过前密封片14和前端盖2中部通孔35；方形阀芯13侧面阵列有许多流量通孔，其置于方形阀套12最底部时两者流量通孔形成一一对应。
具体实施例：
将夹持器组装成待工作状态，进油管线连于并联筒体1上部进油口29，泄油管线连于并联筒体1下部泄油口32；将两种岩心***并联筒体1两工作腔体的胶筒11内，并联筒体1的方形通孔30内***由方形阀套12和方形阀芯13组成的流量控制装置，将前端盖2和后端盖9通过螺钉固定于并联筒体1前、后两端，旋入堵头3，通过堵头3上的装卸槽15将堵头3旋紧，将方形阀芯13推至底部并在圆柱杆40上旋入微调螺母4，记录微调螺母4刚好贴近前端盖2端面时所对应的刻度盘数值，前、后堵头分别连接驱替介质进液管线和排液管线；开始试验时，由进油口29注入油液，实现对岩心的围压控制，驱替介质由进液管线导入，流经各岩心和流通孔，最后从排液管线流出；当测量结果显示稳定后，根据试验情况通过调节微调螺母4带动方形阀芯13相对方形阀套12产生相对运动，从而实现对驱替介质对流流量的控制；如果流量控制装置直接由人造方形岩性代替，则将前密封片14替换为无孔的后密封片10；当需要测量岩心内部与相互之间对流驱替介质在不同相对重力方向下的影响结果时，可拔出销钉23，旋转转动杆5来实现并联筒体1与重力方向产生不同相对重力倾角的功能，通过长支架20顶端内侧开设的台阶间隙可以观察定位孔21和盲孔19的对应情况，定好位置，***销钉23即可固定角度，并联筒体1的倾角可实现水平正负90°范围内旋转；试验结束后旋下两端堵头3，用工具顶出岩心。
Claims (12)
1.一种并联岩心夹持器，包括并联筒体(1)，内齿圈(6)，底座(7)，胶筒(11)，其特征在于：并联筒体(1)与前端盖(2)、后端盖(9)均通过螺钉连接，前密封片(14)和后密封片(10)分别置于并联筒体(1)前、后密封槽(28)内，堵头(3)与前端盖(2)和后端盖(9)通过螺纹连接，胶筒(11)置于并联筒体(1)内部，方形阀芯(13)小端与微调螺母(4)通过螺纹连接，大端与方形阀套(12)配合，方形阀套(12)置于并联筒体(1)中部方形通孔(30)内，并联筒体(1)与连杆(8)大端、连接块(18)通过螺钉连接，连接块(18)焊于内齿圈(6)***，内齿圈(6)与行星齿轮(27)、中心齿轮(26)配合构成行星齿轮机构，中心齿轮(26)、Y形挡板(17)和连杆(8)小端均与转动杆(5)长端配合，平键(24)置于转动杆(5)长端键槽内，转动杆(5)与底座(7)上的长支架(20)和短支架(16)配合。
2.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述并联筒体(1)内部对称开设有两个工作腔室，前、后两端均设置有密封槽(28)，顶部和底部分别开设有进油孔(29)和泄油孔(32)，中部开设有方形通孔(30)，工作腔室临近壁面设置有梯形突台(31)，梯形突台(31)中部开设有流通口(33)。
3.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述前端盖(2)、后端盖(9)与并联筒体(1)配合面的顶部设有楔形突台(34)，楔形突台(34)中部空心底端开设有内螺纹，前端盖(2)中部开设有通孔(35)，通孔(35)***印有一圈刻度盘。
4.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述微调螺母(4)小端设置有防滑槽，大端***均布有齿槽，与前端盖表面中部刻度盘配合。
5.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述堵头(3)中部开设有流道，小端与岩心试样端部配合，且端面开设有环形和柱形凹槽，大端外侧均布有多个装卸槽(15)，大端内侧临近圆柱上开设有螺纹。
6.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述底座(7)上设置有长支架(20)和短支架(16)；长支架(20)中部两侧设有固定块(25)，上部设有沉孔(22)，顶端开设有定位孔(21)，顶端内侧开设有可供观察的台阶间隙；行星齿轮(27)均通过螺栓与固定块(25)和沉孔(22)相连。
7.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述转动杆(5)长端顶部开设有螺纹，靠近底部开设有键槽，底部设有突台，突台端面与长支架(20)外侧贴合。
8.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述内齿圈(6)上半圈一侧端部均布有盲孔(19)，销钉(23)穿过定位孔(21)与盲孔(19)配合。
9.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述Y形挡板(17)置于转动杆(5)的长端上，各顶端中部开孔分别与行星齿轮(27)配合，内侧与内齿圈(6)、行星齿轮(27)、中心齿轮(26)贴合，保证各齿轮在同一平面内。
10.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述胶筒(11)两端设有与楔形突台(34)配合的楔形开口(36)，侧面开设有方形口(38)，方形口(38)四周设有与梯形突台(31)配合的梯形槽(37)。
11.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述方形阀套(12)一端开有方形槽(39)，侧面阵列有许多流量通孔。
12.根据权利要求1所述的一种并联岩心夹持器，其特征在于：所述方形阀芯(13)一端设置有带部分螺纹的圆柱杆(40)，圆柱杆(40)可穿过前密封片(14)和前端盖(2)中部通孔(35)；方形阀芯(13)侧面阵列有许多流量通孔，其置于方形阀套(12)最底部时两者流量通孔形成一一对应。
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