CN108036992B - 一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器 - Google Patents
一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,包括夹持器主体、高频吞吐动力部分及电阻率智能跟踪控制***,所述夹持器主体具有一筒体,筒体内部设置有包裹着岩心的胶套;所述胶套的两端设置有左、右锥度套,所述左、右锥度套内分别设置左、右岩心塞,左侧所述岩心塞的左端设置有左连接段,所述左连接段的左边设置有扶正座,所述夹持器主体右边设置有右压帽,所述高频吞吐动力部分设置有一电机支承,电机固定于其上,偏心轮与连杆相连;所述偏心轮的轴通过轴承固定在轴承座上,轴承档的外面设置有轴承盖,本发明的优点在于:本发明所进行的洗油实验安全方便,可远程监控,可定量分析洗油进程。
Description
技术领域
本发明涉及石油勘探开发及地质分析领域,主要涉及一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器。
背景技术
在石油科研行业,对含油岩心的洗油操作是非常频繁的。洗油操作之后可以得到含油混合物及多孔隙岩心,可用于石油勘探开发的研究及地质分析。传统洗油仪的工作原理是:液态有机溶剂进入岩心室,清洗岩心室内的岩心,然后循环至溶剂室,溶剂室加热使得有机溶剂气化挥发,进入其上方的冷凝室,液化后的有机溶剂再次进入岩心室洗油,如此循环。为了提高洗油效率,一般采用高温高压的方法,而一般洗油的有机溶剂都是有毒且易燃的(洗油溶剂一般使用酒精苯混合液、三氯甲烷等),高压就有泄漏的可能,高温就有爆燃的可能,所以一直以来洗油实验都是十分危险的。
此外,传统洗油仪想要确定岩心是否洗干净,有两种方法:一是通过岩心室上的视窗观察溶剂颜色,由于仅凭肉眼观察,这种方法并不准确;二是放出溶剂进行检测,由于溶剂有毒,所以并不安全。
由此,本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践,提出一种全新的岩心洗油方法及监测技术,并已经研制出样机,以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全无毒、可监控洗油程度的设备,以解决传统洗油仪易燃易爆、有毒且监控不便的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其创新点在于:包括夹持器主体、高频吞吐动力部分及电阻率智能跟踪***。所述夹持器主体具有一筒体,筒体内部设置有包裹着岩心的胶套;所述胶套的两端设置有左、右锥度套,所述左、右锥度套内分别设置左、右岩心塞。所述夹持器主体左边设置有左压帽;所述左岩心塞的左端设置有左连接段,其左端沉孔内设置有机械密封件,机械密封件内***活塞;所述左连接段的左边设置有扶正座,其内设置有直线轴承;所述活塞左端与连杆连接。所述夹持器主体右边设置有右压帽;所述右岩心塞的中部套上一调节压帽;所述右岩心塞的右端设置有右连接段。所述高频吞吐动力部分设置有一电机支承,电机固定于其上。电机通过联轴器与偏心轮相连,偏心轮与连杆相连,从而实现传动;所述偏心轮的轴通过轴承固定在轴承座上,轴承档的外面设置有轴承盖从而防止轴承滑出并且具有一定的防尘作用。所述夹持器主体和高频吞吐动力部分通过螺钉螺母固定于底座上。所述底座上的固定孔为腰圆型孔,电机支承下的为前后方向,夹持器主体下的为左右方向,如此,在装配时能够自由调整到合适位置。所述电阻率智能跟踪***由夹持器主体上的电极、电阻测试仪、压力传感器、转速传感器、数据采集元件、计算机及配套软件组成。
进一步地,所述锥度套的锥面部分***胶套从而密封;锥度套的直筒面部分通过“O”型橡胶圈与筒体配合从而密封。如此,在筒体与胶套之间形成了与外界隔离的夹层,筒体上设置有围压接口,通过其向夹层内加压,从而使胶套紧紧地包裹住岩心。
进一步地,所述左、右岩心塞***锥度套的中间孔,一直伸到胶套内从而密封。
进一步地,所述左、右岩心塞及左、右连接段都由绝缘体材料制成,在其四个不同位置***导线,与夹持器主体内腔中的四处电极分别相连,从而可以测量任意两个电极之间的电阻。导线用胶密封。
进一步地,所述左、右连接段都设置有进液口、出液口及测压口。
进一步地,所述活塞***直线轴承中心孔,并且伸入机械密封件,一直顶到夹持器主体内腔中。机械密封件保证活塞运动时的密封,直线轴承起到扶正作用,并且减少摩擦防止高频运动时的发热现象。
进一步地,所述偏心轮跟连杆通过轴承相连,防止高速转动时的发热。所述连杆跟活塞相连,从而使偏心轮的圆周运动转化为活塞的来回往复运动。
进一步地,所述电机为可调速电机,通过调节电机的转速来控制活塞的往复运动频率。
进一步地,所述四个电极分布在夹持器主体内腔的四个不同位置,通过电阻测试仪可测量岩心两端电阻及左、右腔体内的溶液电阻。所述电阻值通过数据采集元件传输进计算机,计算机可记录不同时间点的电阻值,可绘制电阻-时间曲线,从而实现智能实时跟踪的目的。此外,计算机可控制伺服电机的转速、加液泵的加液、电磁阀的开关,所有测量与监控过程可在计算机上执行,计算机可通过数据线或无线连接的方式实现远程监控。
本发明的优点在于:
(1)本发明的夹持器主体内的岩心使用胶套包裹,并且加上一定的围压,使得胶套更加紧密地包裹住圆柱形岩心的圆柱面。这样有机溶剂在岩心内窜流时就不会从侧面溢出,有效地阻止了吞吐动能的散失。
(2)本发明的夹持器主体的左、右连接段各设置两个电极,通过高精度电阻测试仪可测得有机溶液电阻及岩心两端电阻的微量变化。所测得的电阻值通过数据采集元件传输至计算机,计算机可绘制出电阻-时间曲线,从而可以得出电阻的变化速率,即岩心的出油速率(原理:纯净的有机溶剂电阻是一定的,溶解一定量的石油后电阻发生变化,并且是成线性关系的),从而可以间接地定量了解岩心在何时出油率最高、在何时已经洗干净。
(3)本发明的夹持器主体的左、右连接段各设置一个测压口,使用高精度压力传感器进行压力监测,可通过计算机自动记录压力数据。
(4)本发明的夹持器主体的左、右连接段各设置一个进液口,一个出液口。进液口、出液口与加液泵及电磁阀等部件相连,可通过计算机自动控制有机溶剂的进、出。
(5)本发明的夹持器主体的右连接段的中部设置有调节压帽,调节压帽通过螺纹可以调节位置,从而可以带动调节右岩心塞的位置。所以本夹持器主体可以放入不同长度规格的岩心。
(6)本发明的高频吞吐动力部分所使用的电机为伺服电机,可进行无极调速,速度的设置可以在计算机上进行。
(7)本发明可以监测的数据包括:高频吞吐速率、有机溶剂压力、有机溶剂及岩心电阻值。通过计算机及其配套软件可以分析它们之间的关系,从而为含油岩心洗油实验的理论基础提供有力的数据资料。
(8)安全性方面,本发明的整个***压力为低压、温度为常温,极大地降低了有毒溶剂泄漏及爆燃的可能。此外,进行数据监测的计算机可以通过数据线或者无线连接的方式放到远离危险源的地方(即远程监控),确保实验人员的安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器的装配结构示意图的主视图。
图2为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器的装配结构示意图的侧视图。
图3为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中筒体的主视图。
图4为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中左压帽的主视图。
图5为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中右压帽的主视图。
图6为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中调节压帽的主视图。
图7为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中左岩心塞的主视图。
图8为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中右岩心塞的主视图。
图9为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中左连接段的主视图。
图10为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中右连接段的主视图。
图11为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中锥度套的主视图。
图12为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中扶正座的主视图。
图13为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中活塞的主视图及侧视图。
图14为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中底座的主视图及俯视图。
图15为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中电机支承的主视图及侧视图。
图16为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中轴承座的主视图。
图17为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中轴承盖的主视图。
图18为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中联轴器的主视图及俯视图。
图19为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中偏心轮轴的主视图。
图20为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中支承杆的主视图。
图21为本发明一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器中连杆的主视图及侧视图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图21所示,本发明公开了一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,包括夹持器主体、高频吞吐动力部分及电阻率智能跟踪控制***。
夹持器主体具有一筒体21,其内部放置包裹住岩心20的胶套7;在胶套7的两端***锥度套6(两端锥度套完全一样,图中只标了左边的)的锥面部分获得密封效果,同时锥度套6的直筒面部分***了筒体21,通过“O”型橡胶圈而获得密封效果,进而在筒体21及胶套7之间获得了与外接隔离的密封夹层,可以通过围压接口8向其内加围压,使胶套7紧紧包裹住岩心20.
夹持器主体左边拧上左压帽19,从而卡住锥度套6及左岩心塞5,防止其向左移动;左岩心塞5的左边通过螺纹及“O”型橡胶圈固定并且密封住左连接段4;左连接段4上设置有两个电极18、一个测压口3、一个进液口17及一个出液口2;左连接段4的左端沉孔内设置有一机械密封件16,其内***活塞15,可运动并且密封;左连接段4的左端上通过螺钉固定有一个扶正座1,可以防止机械密封件16的滑出;扶正座1的内部设置有一直线轴承14,活塞15在其内滑动,可对其进行扶正并减小摩擦阻力。
活塞15的左端与连杆26的右端用轴承连接;连杆26的左端与偏心轮34用轴承连接;偏心轮轴34通过轴承固定与轴承座32上,轴承座32通过螺钉固定于电机支承31上,并且通过联轴器35与电机30的转子相连;电机30通过螺钉与电机支承31固定。
夹持器主体的右边拧上右压帽22,从而卡住锥度套及右岩心塞9,防止其向右移动;右岩心塞9的中间套有一调节压帽10,可调节右岩心塞9的伸入长度;右岩心塞9的右边通过螺纹及“O”型橡胶圈固定并密封住右连接段11;右连接段11上设置有两个电极23、一个测压口12、一个进液口24及一个出液口12.
夹持器主体的筒体21与支承杆27焊接,支承杆27通过其上的螺纹及螺母与底座29固定。
高频吞吐动力部分的电机支承31通过螺钉及螺母与底座29固定。
电极线路、测压线路、加液泵控制线路、电磁阀控制线路及电机转速测量与控制线路通过数据采集元件与计算机相连,从而构成电阻率智能跟踪控制***。
本实施例中,各零部件都装配完毕后,由围压接口8向筒体21与胶套7的夹层内加入围压,在通过夹持器主体两边的进液口17及进液口24向腔体内加入有机溶剂,此时出液口2及出液口12处于放空状态,加满后关闭所有电磁阀。
开启电机,设置电机转速,从而得到一固定的活塞往复运动频率,即吞吐频率。与此同时,计算机开始随时间绘制电阻值曲线。
当电阻值不变后,即可说明岩心已经清洗干净。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:包括夹持器主体、高频吞吐动力部分及电阻率智能跟踪控制***;
所述夹持器主体具有一筒体,筒体内部设置有包裹着岩心的胶套;所述胶套的两端设置有左、右锥度套,所述左、右锥度套内分别设置左、右岩心塞;
所述夹持器主体左边设置有左压帽;左侧所述岩心塞的左端设置有左连接段,其左端沉孔内设置有机械密封件,机械密封件内***活塞;所述左连接段的左边设置有扶正座,其内设置有直线轴承;所述活塞左端与连杆连接;
所述夹持器主体右边设置有右压帽;右侧所述岩心塞的中部套上一调节压帽;右侧所述岩心塞的右端设置有右连接段;
所述高频吞吐动力部分设置有一电机支承,电机固定于其上,电机通过联轴器与偏心轮的轴相连,偏心轮与连杆相连,从而实现传动;所述偏心轮的轴通过轴承固定在轴承座上,轴承档的外面设置有轴承盖以防止轴承滑出并且具有一定的防尘作用;
所述夹持器主体和高频吞吐动力部分通过螺钉螺母固定于底座上,所述底座上的固定孔为腰圆型孔,电机支承下的为前后方向,夹持器主体下的为左右方向,如此,在装配时能够自由调整到合适位置;
所述电阻率智能跟踪控制***由夹持器主体上的电极、电阻测试仪、压力传感器、加液泵、电磁阀、转速传感器、转速控制器、数据采集元件、计算机及配套软件组成。
2.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述锥度套的锥面部分***胶套从而密封,锥度套的直筒面部分通过“O”型橡胶圈与筒体配合从而密封,如此,在筒体与胶套之间形成了与外界隔离的夹层,筒体上设置有围压接口,通过其向夹层内加压,从而使胶套紧紧地包裹住岩心。
3.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述左、右岩心塞***锥度套的中间孔,一直伸到胶套内从而密封。
4.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述左、右岩心塞及左、右连接段都由绝缘体材料制成,在其四个不同位置***导线,与夹持器主体内腔中的四处电极分别相连,从而测量任意两个电极之间的电阻,导线用胶密封。
5.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述左、右连接段都设置有进液口、出液口及测压口。
6.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述活塞***直线轴承中心孔,并且伸入机械密封件,一直顶到夹持器主体内腔中;机械密封件保证活塞运动时的密封,直线轴承起到扶正作用,并且减少摩擦,防止高频率往复运动时过热现象的发生。
7.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述偏心轮跟连杆通过轴承相连,防止高速转动时的发热,所述连杆跟活塞用轴承相连,从而使偏心轮的圆周运动转化为活塞的来回往复运动。
8.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述电机为调速伺服电机,通过调节电机的转速来控制活塞的往复运动频率。
9.根据权利要求1所述的一种智能跟踪高频吞吐式洗油夹持器,其特征在于:所述夹持器主体的内腔的四个不同位置分布有四个电极,通过高精度电阻测试仪测量岩心两端电阻及左、右腔体内有机溶剂电阻的微量变化,所述电阻值通过数据采集元件传输进计算机,计算机记录不同时间点的电阻值,绘制电阻-时间曲线,从而实现智能实时跟踪的目的,此外,计算机控制伺服电机的转速、加液泵的加液、电磁阀的开关,所有测量与监控过程在计算机上执行,计算机通过数据线或无线连接的方式实现远程监控。
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