CN112763391A - 一种变直径岩心夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变直径岩心夹持器，在夹持器上依次与第一堵头、第一垫块、第一岩心筒体、第二岩心筒体、第二垫块、第二堵头相连，第一堵头和第一垫块的轴线位置设有与第一岩心筒体相连的流体通道，第一堵头与锥度套连接，第一筒体与锥度套连接，岩心放置在环压腔内内，第一垫块和岩心接触的一端刻有米字型导流槽，第一岩心筒体与第二岩心筒体中设有过渡锥度套，第一岩心筒体与过渡锥度套连接，在第一筒体上设有环形密封圈，第二岩心筒体与第二过渡锥度套连接，在第二岩心筒体上设有环形密封圈。结构简单，使用方便，岩心夹持器能够完全密封岩心，测定流体经过组合岩心时的组合渗透率。允许两种直径的岩心组合使用，突破压力等关键物理参数。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工岩心驱替实验技术领域，尤其涉及一种变直径岩心夹持器，适用于岩心夹持器设计，油气实验技术，勘探开发技术等方面。
背景技术
随着中国对能源需求的日益增加和减排压力的与日俱增，地下能源开发与储存、二氧化碳地质封存、非常规气藏开发等诸多与地下流体相关的特殊地下空间地质工程发展迅速，涉及的岩土体化学—渗流—力学多场耦合过程的动力学行为研究成为应用基础性研究的重要课题之一。由于地下流体通过井筒注入和开采，地下流体注入时的流动过程是一个波及面积不断扩大的过程，同样，地下流体的开采是一个波及面积不断减小的过程。准确的表征地层中地下流体的注入和开采时流动规律成为目前全球研究的热点和难点问题。目前的室内物理实验研究大都利用等直径岩心进行实验，不符合地层流体通过井筒注入和开采的真实流动模式。因此，需要一种变直径岩心夹持器装置，能够真实的反演符合地层流体在注采过程中的流动模式，为研究实际地下流体注入和采出机理奠定基础。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，是在于提供了一种变直径岩心夹持器，结构简单，使用方便，所述的岩心夹持器能够完全密封岩心，并可允许两种直径的岩心组合使用。测定流体经过组合岩心时的组合渗透率，突破压力等关键物理参数。
为了现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种变直径岩心夹持器，它由第一25mm堵头、第一25mm垫块、第一25mm岩心筒体、第二50mm岩心筒体、第二50mm垫块、第二50mm堵头、流体通道、25mm锥度套、25mm环形密封圈、围压入口(出口)、第一25mm橡胶套管、25mm环压腔、第一25mm岩心、过渡锥度套、25mm环形密封圈、50mm环形密封圈、围压入口(出口)、50mm橡胶套、50mm环压腔、第二50mm岩心、50mm锥度套、50mm密封圈、流体通道、米字型环形导流槽组成，其特征在于，所述的变直径岩心夹持器中的第一25mm堵头、第一25mm垫块、第一25mm岩心筒体、第二50mm岩心筒体、第二50mm垫块、50mm堵头依次相连，所述的第一25mm堵头和左第一25mm垫块的轴线位置设有与第一25mm岩心筒体相连的流体通道，第二25mm岩心筒体左端设有25mm锥度套、25mm锥度套对应的25mm橡胶套管，外筒设有与25mm环压腔相通的围压入口，第一50mm岩心筒体左端设有过渡锥度套、过渡锥度套对应的第二50mm橡胶套管，外筒设有与50mm环压腔相通的围压入口，右端设有对应的50mm锥度套，所述的第二50mm垫块、第二50mm堵头的轴线位置设有与所述的第一50mm岩心筒体相连的流体通道，所述的过渡锥度套分别与第一岩心筒体、第二橡胶套管、第二岩心筒体4、橡胶套管依次紧密连接。
变直径岩心夹持器可以容纳两种直径尺寸的岩心进行实验，可以根据真实的情况设计大小岩心的直径，可以对大小岩心可以施加不同压力，测定不同地层压力下的组合渗透率和波及系数等关键物理参数，研究真实的井筒注入和开采的地下流体流动模式。
进一步的，所述的第一25mm堵头与25mm锥度套螺纹紧固连接。
进一步的，所述的25mm锥度套与第一25mm岩心筒体螺纹紧固连接。
进一步的，所述的第一25mm岩心筒体与过渡锥度套设有环形密封圈。
进一步的，所述的过渡锥度套与第二50mm岩心筒体螺纹紧固连接。
进一步的，所述第一50mm岩心筒体与过渡锥度套设有环形密封圈。
进一步的，所诉述第二50mm岩心筒体与50mm锥度套设有环形密封圈。
进一步的，所述的右端堵头与右端锥度套螺纹紧固连接。
进一步的，米字型环形导流槽刻在第一25mm垫块和第二50mm垫块和岩心接触的一端。
其中，25mm锥度套，过渡锥度套，50mm锥度套为关键部件，将其三者通过上述的方式结合再一起，可以将两种不同直径的岩心并联起来进行驱替实验，解决了目前岩心夹持器只能适配单一尺寸岩心且单一应力状态的技术难点和技术问题，同时可以施加不同围压，可以更加符合实际注水或采出工况。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1.所述的变直径岩心夹持器可以容纳两种直径尺寸的岩心进行实验，可以根据地层的真实情况设计大小岩心的直径，通过改变所述的大、25mm筒体的直径实现；
2.所述的25mm岩心筒体、过渡锥度套、50mm岩心筒体为本发明的关键部件，这些部件相连解决了目前岩心夹持器只能适配单一尺寸岩心且单一应力状态的技术难点和技术问题。
3.所述的变直径岩心夹持器可以对大、25mm岩心可以施加不同围压，测定不同地层压力下的组合渗透率和波及系数等关键物理参数，研究真实的井筒注入和开采的地下流体流动模式；
4.所述的变直径岩心夹持器可改变岩样品长度，设置不同的径高比，可以通过改变垫块的高度和堵头的进尺来实现；
5.本发明的变直径岩心夹持器能够研究井筒附近流体渗流路径改变对地下流体采收率的影响。
附图说明
图1为一种变直径岩心夹持器的剖面结构示意图；
图2为一种变直径岩心夹持器的25mm堵头的结构示意图；
图3为一种变直径岩心夹持器的25mm垫块的结构示意图；
图4为一种变直径岩心夹持器的过渡锥度套的结构示意图。
其中：
1-第一25mm堵头、2-第一25mm垫块、3-第一25mm岩心筒体、4-第二50mm岩心筒体、5—第二50mm垫块、6-第二50mm堵头、7-流体通道、8-25mm锥度套、9-25mm环形密封圈、10-围压入口(出口)、11-第一25mm橡胶套管、12-25mm环压腔、13-第一25mm岩心、14-过渡锥度套、15-第一25mm环形密封圈、16-第二50mm环形密封圈、17-围压入口(出口)、18-第二50mm橡胶套管、19-50mm环压腔、20-第二50mm岩心、21-50mm锥度套、22-50mm密封圈、23-流体通道、24-米字型环形导流槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行描述，
需要说明的是，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要指出的是，除非另有说明，本申请使用的所有专业术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中轴”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
如图1-4所示，一种变直径岩心夹持器，由第一25mm堵头1、第一25mm垫块2、第一25mm岩心筒体3、第二50mm岩心筒体4、第二50mm垫块5、第二50mm堵头6、流体通道7、25mm锥度套8、25mm环形密封圈9、围压入口10(出口)、第一25mm橡胶套管11、25mm环压腔12、第一25mm岩心13、过渡锥度套14、第一25mm环形密封圈15、第二50mm环形密封圈16、围压入口17(出口)、50mm橡胶套18、50mm环压腔19、第二50mm岩心20、50mm锥度套21、50mm密封圈22、流体通道23、米字型环形导流槽24组成，其特征在于，在变直径岩心夹持器上依次与第一25mm堵头1、第一25mm垫块2、第一25mm岩心筒体3、第二50mm岩心筒体4、第二50mm垫块5、第二50mm堵头6相连，所述的第一25mm堵头1和所述的第一25mm垫块2的轴线位置设有与所述的第一25mm岩心筒体3相连的流体通道7，所述的第一25mm堵头1与所述的25mm锥度套8螺纹紧固连接，所述的第一25mm岩心筒体3与所述的25mm锥度套8螺纹紧固连接，同时用25mm密封圈9封闭，所述的第一25mm岩心筒体3上方设有两个围压入口(出口)10，所述的第一25mm岩心筒体3与内部第一25mm橡胶套管11形成25mm环压腔12，所述的第一25mm岩心13放置在25mm环压腔内12内，所述的第一25mm垫块2和第一25mm岩心13接触的一端刻有所述的米字型导流槽24，所述的第一25mm岩心筒体3与所述的第二50mm岩心筒体4中设有过渡锥度套14，所述的第一25mm筒体3与所述的过渡锥度套14螺纹紧固连接，在第一25mm筒体3上设有环形25mm密封圈15，所述的第二50mm岩心筒体4与所述的过渡锥度套14螺纹紧固连接，在第二50mm岩心筒体4上设有环形50mm密封圈16，所述的第二50mm岩心筒体4上方设有围压入口(出口)17，所述的第二50mm岩心筒体4与内部50mm橡胶套筒18形成50mm环压腔19，所述的50mm环压腔内19放置第一50mm岩心20,所述的第二50mm垫块5和第二50mm岩心20接触的一端刻有所述的米字型导流槽24，所述的第二50mm岩心筒体4与50mm锥度套21螺纹紧固连接，同时将第二50mm岩心筒体4与50mm锥度套21有密封圈22封闭，所述的第二50mm堵头5与所述的50mm锥度套21螺纹紧固连接，所述的第一50mm堵头5和所述的第二50mm垫块6的轴线位置设有与所述的第二50mm岩心筒体4相连的流体通道23，所述的过渡锥度套16分别与第一5mm岩心筒体3、第一25mm橡胶套管11、第二50mm岩心筒体4、第二50mm橡胶套管18依次紧密连接。
所述的第一25mm岩心筒体3和第二50mm岩心筒体4可以分别放置在两种直径不同的岩样内。
所述的25mm筒体环压腔12和50mm岩心筒体环压腔19可以给第一25mm岩心13和第二50mm岩心20施加不同的围压(压力范围0或2或4或7或10或14或19或21或25或28或32或36或40或43或47或51或57或60MPa)。
旋进式所述的第一25mm堵头1压紧第一25mm垫块2和第一25mm岩心13，所述的第一25mm垫块2侧面的米字型环形导流槽24可以使流体均匀注入。
通过上述的连接方式，可以将第一25mm岩心13和第二50mm岩心20连接在一起，当流体从一端注入时，可以使第二50mm岩心20、第一25mm岩心13处于不同的应力状态，可以测定地层的组合渗透率和波及系数等关键物理参数，研究真实的井筒注入和开采的地下流体流动模式。
所述的第一25mm堵头1、第一25mm垫块2、第一25mm岩心筒体3、第二50mm岩心筒体4、第二50mm垫块5、第二50mm堵头6、25mm锥度套8、25mm环形密封圈9、25mm橡胶套11、25mm环压腔12、第一25mm岩心13、第一25mm环形密封圈15、第二50mm环形密封圈16、50mm橡胶套18、50mm环压腔19、第二50mm岩心20、50mm锥度套21、50mm密封圈22，是根据一种变直径的岩心夹持器的尺寸设计，可以适配两种不同尺寸的岩心，较25mm的称为第一25mm岩心13，与25mm岩心13相配的配件都统称为25mm配件，较50mm的称为第二50mm岩心20，与第二50mm岩心20相配的配件都统称为50mm配件，未表明尺寸是因为可以根据井筒的抽采模型不同设计不同的大25mm的岩心和岩心筒体进行设计。在本实施例中，所述的第一25mm岩心13放置在第一25mm岩心筒体3内，同时还放入所述的第一25mm垫块2，所述的25mm1旋进堵住所述的25mm垫块2，所述的第二50mm岩心20放置在第二50mm岩心筒体4内，同时还放入所述的第一50mm垫块5，所述的第一50mm堵头6旋进堵住所述的第二50mm垫块5，通过所述的围压入口10向所述的25mm环压腔12注入围压液给所述的第一25mm岩心13施加围压，通过所述的围压入口17向所述的50mm环压腔19注入围压液给所述的50mm岩心20施压围压，通过所述的流体通道7向所述的第一25mm岩心13注入流体，流体流经所述的第一25mm岩心13和所述的第二50mm岩心20从所述的流体通道23流出，可以测定地下流体注入过程中的组合岩心的绝对渗透率和相对渗透率等参数。通过所述的流体通道23向所述的第二50mm岩心20注入流体，流体流经所述的第二50mm岩心20和所述的第一50mm岩心13从所述的流体通道7流出。
在一个具体的实施例中，所述的第一25mm垫块2与所述的第一25mm岩心13接触端面，所述的第二50mm垫块5和所述的第二50mm岩心20的接触端面均设有米字环形导流槽24，可以确保流体均匀的从岩样的端面的注入。
在一个具体实施例中，所述的第一25mm岩心13与所述的第二50mm岩心20可以使用不同长度的岩样来实现不用的径高比，模拟更多的真实的地层抽采情况。
在一个具体实力的例中，所述的25mm环压腔12与所述的50mm环压腔19可以施加不同的围压，使所述的第一25mm岩心13与所述的第二50mm岩心20处于不同的应力环境下，模拟更真实的地层情况。
Claims (6)
1.一种变直径岩心夹持器，它包括第一堵头(1)、第一垫块(2)、第一岩心筒体(3)、第二岩心筒体(4)、第二垫块(5)、第二堵头(6)，其特征在于：在变直径岩心夹持器上依次与第一堵头(1)、第一垫块(2)、第一岩心筒体(3)、第二岩心筒体(4)、第二垫块(5)、第二头(6)相连，第一堵头(1)和第一垫块(2)的轴线设有与第一岩心筒体(3)相连的流体通道(7)，第一堵头(1)与锥度套(8)连接，第一岩心筒体(3)与锥度套(8)连接，同时用密封圈(9)封闭，第一岩心筒体(3)上方设有两个围压入口(10)，第一岩心筒体(3)与内部第一橡胶套管(11)形成环压腔(12)，第一岩心(13)放置在环压腔(12)内，第一垫块(2)和第一岩心(13)接触的一端刻有米字型导流槽(24)，第一岩心筒体(3)与第二岩心筒体(4)中设有过渡锥度套(14)，第一岩心筒体(3)与过渡锥度套(14)连接，在第一岩心筒体(3)上设有环形密封圈(15)，第二岩心筒体(4)与过渡锥度套(14)连接，在第二岩心筒体(4)上设有环形密封圈(16)，第二岩心筒体(4)上方设有围压入口(17)，第二岩心筒体(4)与内部第二橡胶套筒(18)形成环压腔(19)，环压腔内(19)放置第二岩心(20)，过渡锥度套(16)分别与第一岩心筒体(3)、第一橡胶套管(11)、第二岩心筒体(4)、第二橡胶套管(18)依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种变直径岩心夹持器，其特征在于：所述的第二垫块(5)和第二岩心(20)接触的一端刻有米字型导流槽(24)，第二岩心筒体(4)与锥度套(21)连接，同时将第二岩心筒体(4)与锥度套(21)用密封圈(22)封闭。
3.根据权利要求1所述的一种变直径岩心夹持器，其特征在于：所述的第二堵头(5)与锥度套(21)连接，第二堵头(5)和第二垫块(6)的轴线位置设有与第二岩心筒体(4)相连的流体通道(23)。
4.根据权利要求1所述的一种变直径岩心夹持器，其特征在于：所述的第一岩心筒体(3)和第二岩心筒体(4)分别放置两种直径不同的岩样。
5.根据权利要求1所述的一种变直径岩心夹持器，其特征在于：所述的环压腔(12)和岩心筒体环压腔(19)所述的第一岩心(13)和第二岩心(20)施加不同的围压。
6.根据权利要求1所述的一种变直径岩心夹持器，其特征在于：所述的第一堵头(1)压紧第一垫块(2)和第一岩心(13)，第一垫块(2)侧面的米字型环形导流槽(24)流体均匀注入。
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|---|---|
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