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供應多功能模擬驅油系統

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多功能模擬驅油系

一、儀器功能

1、提高采收率研究,在模擬高溫高壓地層條件下進行水驅油、化學驅

油、泡沫驅油、混相驅油、混相壓力,氣驅油等驅替試驗。

2、采油工藝研究,如酸化、堵水、調剖等試驗。

3、地層敏感性,地層傷害評價等試驗。

二、儀器主要技術參數

1.工作壓力

壓:60MPa

驅替壓力:50MPa

壓力測試精度:0.1%F·S

2.流量范圍

0.00124mL/min(雙缸泵)

3.適用巖心

填砂模型:Φ25×500m,Φ25×1000mm3 個測壓點)

4.電源:交流 380V, 50HZ

5.工作溫度:180,控溫精度:±1

6.總功率:6Kw

三、儀器的基本組成結構

該儀器主要由注入系統、模型系統、計量系統、自動控制系統、數據采

集與處理系統組成。詳見工作流程:

注入系統

模擬系統

計量系統

數據采集處理

氣液比注入控制系統

注入系統:由注入泵、中間容器、氣液比例注入控制系統、泡沫發生系

統、管閥件組成,可將各種流體按一定流量注入到模型內。

模擬系統:由填砂模型管、恒溫箱、回壓系統等組成。

計量系統:包括壓力測量、溫度測量、流量計量、油氣水體積計量等。

自動控制:計算機自動控制注入泵的流量,恒溫箱加熱恒溫,超壓保護,

超溫斷電等。

數據采集處理:由各種數據采集卡、計算機、打印機、采集處理軟件組

成,可適時采集壓力、溫度、流量油氣水體積等參數,并對數據進行運算處

理。


四、組成儀器各部件的技術規范

1.注入泵

選用美國進口雙缸恒速恒流泵,用于提供連續無脈沖流體。工作壓力

10000psi,穩定提供流量 0.001-24ml/min(雙缸泵),該泵壓力密封可靠,精

度高,具有長期運行壽命,系統具有超壓限載,報警功能。標準控制有 RS-232

串行口、運行/停止輸入,遠程模擬控制,實時壓力監控和恒流控制。

2.中間容器

用于存儲巖心流體,容器采用浮動活塞,

有效將巖心流體和驅替流體隔離,活塞阻力小。

主體采用 HC、316L 材料制作,耐壓 50MPa,溫

180, 抗腐蝕,耐高溫,容器安裝在的

支架上,整體放置在恒溫箱內,便于兩端拆裝、

清洗更換密封圈及操作調整。主要指標如下:

氣容器的容積為 5000ml,

水油及化學劑容器的容積為 1000ml

3.氣液比例注入控制系統

由泡沫發生器、氣體增壓泵、雙缸恒速泵、

高壓儲氣罐及回壓控制系統組成。氣、液按設定比例輸入泡沫發生器

產生泡沫。從而對選擇不同氣液比產生的泡沫效果及泡沫驅油效率方案

提供依據。系統具有超壓限載報警功能。詳見控制系統原理圖:

活塞容器結構示意圖

HC 型活塞容器

核心控制技術,并

得到廣大科研單

位應用和認可


本系統提供控制氣體流量的方式:

用氣體增壓泵將氣體增壓到高壓活塞容器里面,高壓活塞容器內氣體壓

力由出口回壓閥控制,用恒速泵注入液體推進活塞將氣體注入泡沫發生器。

如果活塞內壓力為 P2,恒速泵的流量為 Q2,巖心進口壓力為 P1,要求氣體

流量為 Q1,則有 P1Q1=P2Q2

泵的排量

Q2=

P1Q1

 P2

核心技術

式中 P2 為定值,當 P1 變化時,為保證 Q1 不變,就要不斷改變 Q2 的流

量。本裝置通過壓力變壓器實時采集壓力 P1 的值,由計算機自動控制恒速

泵,隨 P1 的變化而不斷改變泵的排量 Q2,確保氣體流量 Q1 的恒定輸入泡沫

發生器,保證恒定的氣液比例。

4.填砂模型管

格:φ25×500mm、φ25×1000mm、

工作壓力:50MPa 、工作溫度:180

內壁打毛,三測壓孔均布

金屬填砂模型管

5.回壓控制系統

用于控制模型出口壓力,模擬地層孔隙壓力。

回壓泵:全自動恒壓泵、工作壓力 50Mpa,該泵配有 RS-232 接口、簡便的

鍵盤控制和數字化步進電機,可以保證壓力精

確性

回壓緩沖容器:ZR-2 型,1000mL、50MPa

回壓閥:美國 tecom,頂部加載式,50MPa


6.恒溫箱

工作溫度:180±1

工作室內尺寸:2200×800×850

(長××高)

前后開門,內裝照明燈,不銹鋼材料制作

熱風循環,采用 PID 調節控溫技術,

恒溫箱

箱內溫度均勻,控溫精度高。安裝滾動腳輪,移動方便。

7.氣體增壓泵及驅動系統

系統由氣體增壓泵及儲氣罐組成,用于氣體壓力增壓補充,

滿足實驗所需氣體壓力。壓力:50MPa

8.壓力切換系統

為保證壓力測量精度,系統采用高、低不同量程傳感器,分別安裝在流

程里,提供切換。主體材料采用 316L。耐壓:10000psi。

11.泡沫發生及觀察系統

泡沫發生器采用獨特的設計結構,氣體

沿切線方向射入起泡液中,使起泡液、氣體

產生旋轉充分混合,其頂部要安裝多孔的燒

結板,氣液混合物通過后形成豐富的泡沫。

泡沫發生器的出口安裝高壓觀察窗,可觀察

形成的泡沫狀態穩定性。

高壓觀察窗采用德國進口玻璃雙層特殊結構設計,

內外同時加壓。工作壓力:50MPa,工作溫度:150

12.計量系統

壓力計量:壓力變送器 23 只,量程 10MPa 、60MPa,測量精度 0.25%F·S,

用于回壓、模型進出口及各測壓點的壓力測量,通過數顯表上的 RS232 口由

計算機采集。

溫度計量:采用 Pt100 測溫探頭,XMT-7512ZXG5 溫控儀設定,控制、測量

采用進口

高壓玻璃


溫度。溫度也可由計算機設定,采集。

流量計量:

采用天平稱重法計算液體流量

天平型號:BS2202S,量程 2200g,精度 0.01g

計算機自動采集計算流量值

油氣水體積計量:

由油水計量管、差壓液位變送器、恒溫箱、氣體計量儀等組成。

恒溫箱溫度:60

其工作原理如下說明:

氣體計量計

德國賽多利斯天平

HL

HL

油氣水進口

油氣水自動計量裝置由計量管、油液位計、水液位計、氣體計量計、放

空閥等組成。模型中驅出的油、氣、水進入計量管,油、水液位計測出液位

變化,計算機采集變化值計算油、水體積,氣體進入氣體計量計計量氣體體

積計量精度 1%。

13.數據采集系統

采用 MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI,

PCI8640 數據采集板適時采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等。

14.自動控制系統(超溫超壓自動保護)

計算機可對下列外部設備進行控制

注入泵:通過泵的通訊接口,計算機可對泵的注入流量進行控制;


溫度:通過溫控儀上的 RS232 接口,可由計算機設定控制恒溫箱加熱

溫度;

3〕壓力傳感器量程切換控制;

4〕氣液比泡沫自動控制。

15.應用軟件與數據處理

軟件在 windows 2000/xp 環境下運行,采用 VB 編程。儀器工作流程顯

示在界面上,可實現人機對話,操作人員設定好參數后就可以實現無人值守,

計算機可自動采集所有的壓力、溫度、流量,并控制泵的運行,環壓泵的自

動跟蹤,壓力換向閥的換向等。

計算機采集的數據經處理可生成原始數據報表、分析報表以及曲線圖,

同時生成數據庫文件格式,可隨時導入 EXCEL 文檔以便用戶靈活使用。

計算機:4G 內存,i7 處理器,19 液晶

打印機:HP 1020 激光打印機

軟件界面圖


五、系統的安全設計

1、流程管路安全設計

由于高溫、高壓,系統采用具有多種功能的壓力安全保護措施。

1 通過壓力儀表監控壓力,若達到設定值可報警、停止加熱、停止注入

泵輸送流體。

2 每個容器都裝有壓力表,適時監控容器內部壓力變化,并設計放空閥

及時放空。

3 計算機程序中設計過壓力停泵程序,如果流程管路內壓大于設計工作

壓力,則將環壓泵和注入泵送液立刻停止。

4 防爆裝置采用大連理工大學安全裝備廠生產的泄放口徑為 10mm 的爆

破裝置,并用管道外引。

2.用電安全

實驗裝置用電量較大,用電安全比較重要。需科學設計各分設備的用電

功率、供電電路及接地保護、漏電保護等。

3.溫度保護

在系統溫度超出設定溫度時,系統會立即自動停止當前操作,然后關斷

加熱電源。

4.高溫防護

實驗由于溫度較高,易造成實驗人員,因此經常操作的閥門手柄設

計在恒溫箱外,方便操作。


六、系統主要技術特征

1.裝置采用模塊化設計,可根據不同試驗要求進行組合;

2.裝置具有高溫高壓特性,并設有超溫超壓保護裝置;

3.注入泵、壓力變送器和天平關鍵部件采用進口件,提高測試的可靠

性、性;

4.實現計算機自動化控制、采集、處理,壓力變送器量程自動切換;

5.儀器的結構要合理、外型要美觀大方、操作方便、經久耐用;

6. 采用 316L、HC276 材料,耐腐蝕性強。

七、系統效果圖


八、基本操作及維護

基本操作:

1.巖樣準備

.巖樣的鉆取切割:將巖樣鉆成φ25 的圓柱體,兩端切割平整,切割

面與軸線垂直。

鉆取巖樣方法參見 SY/T5336

.巖樣的洗油

洗油方法按 SY/T5336 執行

.巖樣的烘干

巖樣烘干溫度控制在 6065,烘干 24h 后,每隔 8h 稱重一次,兩次

稱重的差值小于 10mg 時,記下巖樣的實測質量。

.測量巖樣的幾何尺寸:長度(L)、直徑(D)。

.巖樣氣體滲透率測定按 SY/T5336 進行。

.巖樣抽空飽和油(水),稱濕重,計算巖樣孔隙體積。

.將飽和好油(水)的巖樣浸泡在油(水)中,待用。

2.流程準備

保證儲液容器、各種泵內液體充足,不足時請添加。

3.巖心的安裝

從燒杯中取出預先飽和好的巖心,放入夾持器膠套內,裝上夾持器堵頭,

頂緊巖樣。

4.加環壓密封巖樣

.手動加環壓

將控制面板上手動、自動開關打到手動位置,打開環壓泵開關,增壓至

需要壓力值時,關環壓泵開關。

.自動加環壓


將控制面板上手動、自動開關打到自動位置,在計算機實驗程序上,點

擊實驗開始鍵后,計算機自動控制環壓泵的啟動與停止,并自動跟蹤驅替壓

力,維持環壓與驅替壓力差。

5.系統回壓

系統回壓控制是通過對回壓閥施加控制壓力而實現的,外加控制壓力最

好是氣體,以保證控制精度。當氣體壓力不足時可以用手動泵通過緩沖容器,

用水頂氣增壓的方法,增加氣體壓力。

6.加溫

先打開面板上恒溫箱風機開關,再打開加熱開關,在其控溫儀上設定需

加熱的溫度,溫控儀自動控制恒溫箱加熱,至所需溫度恒溫。

溫控儀溫度設定方法詳見溫控儀使用說明書

也可在計算機上設定加熱溫度。

停止加熱只需將加熱開關斷開,或將溫控儀溫度設定到低于環境溫度。

維護:

電子天平要避免強烈振動,切不可過載,其詳細的注意事項請閱讀天

平說明書。

本儀器所配計算機為儀器的控制機,切忌亂拷軟件,尤其是來歷

不明的 u 盤,計算機病毒可能會導致控制及數據采集的混亂和錯誤。

儀器所有與液體接觸的部分均為不銹鋼材質,有一定的抗腐蝕性能,

但并非一勞永逸。對流程管匯部分需經常清洗,尤其是注完酸或其它強腐蝕

液體后要立即用清水清洗。流程長期不用時,流程管匯內注滿油或用高壓氣

吹干,以防銹蝕。

長期使用會造成對流程密封件的正常破損,影響密封性能,所以,建

議定期對儀器進行耐壓試驗,對儀器.的泄露部分更換密封件,對經常使用

者其周期以 3 個月為宜。




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