[发明专利]微量流动中的流速测量仪及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油提高采收率微观流动实验中流量计量技术领域，特别涉及一种微量流动中的流速测量仪及测量方法。

背景技术

随着油田开发规模扩大和研究加深，提高采收率技术研究愈来愈受到石油工作者的重视。在提高采收率技术研究中，物理模型驱替实验是评价化学驱油剂性能最重要技术手段。其中在宏观或微观物理模型上取得的模拟实验结果(如：压力、采收率数据等)，更是决定化学驱矿场实施方案的重要依据。由于微观物理模型能清楚、直观地观察到流体的流动特征并分析出剩余油分布而倍受青睐。然而，由于微观物理模型的孔隙体积较小(数量级为10^-5L)，孔道直径为微米级，驱替速度较慢，难以准确计量微观物理模型内的液体流速；另外，运用微观物理模型进行试验时，微观物理模型的连接管线、接头和阀门等部件内的沿程水头损失，对微观物理模型内的渗流速度造成较大影响。因此，化学剂在微观孔隙介质中的渗流速度难以准确测量，影响模拟实验结果。

目前，利用微观物理模型进行微流速的计量手段是称重法：称重法是在常压条件下，使用千分之一感量电子天平测量模型的质量变化，通过计量时间计算流速的平均值。此种方法要求流速不能过低0.1ml/min，且只能测量渗流流速的平均值，不能测量出瞬时流速。另外，在试验过程中水、油或化学剂蒸发损失，水、油或化学剂低流速的问题导致很难测得水、油或化学剂流速的准确数值。因此，利用微观物理模型进行提高采收率的微观驱替实验的渗流速度定量计量问题，还没有得到很好地解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种微量流动中的流速测量仪及测量方法，利用微米测速管(内径为10μm-100μm)定量测量微观模型中流体的渗流速度。不仅能对微观模型内的渗流瞬时速度进行定量化，而且能实现高压条件下对渗流速度进行测量，提高微观模型驱替实验的计量精度。克服目前微流速的计量只能测量水、油或化学剂流速的平均值，不能测量出水、油或化学剂瞬时流速和很难测得水、油或化学剂流速的准确数值的不足。

本发明采用的技术方案是：微量流动中的流速测量仪，包括入口管线、三通、加段塞管线、出口管线、固定板、微米测速管、标尺和弯管，其特征是：在固定板上水平固定至少有三段微米测速管，第一段微米测速管的一端连接入口管线。在第一段微米测速管的另一端连接三通，三通的垂直端连接有加段塞管线。三通的另一端水平连接有第二段微米测速管。沿第二段微米测速管并在第二段微米测速管旁固定有标尺，标尺上有长度刻度。在第二段微米测速管的另一端连接有弯管，弯管的另一端连接有下一段微米测速管。在最后一段微米测速管的端部连接有出口管线。

所述的微米测速管的内径在10μm～100μm之间。微米测速管的长度在100～120mm之间。微米测速管采用石英玻璃材料制成。

加段塞管线是一段连接管线，测试试验前连接补充阀，其功能是能通过为加段塞管线向测试流体内注入段塞。

所述的固定在固定板上的微米测速管为五段，固定在固定板上的标尺为两个。标尺的最小刻度单位是毫米。

在加段塞管线上还可以连接有补充阀，补充阀包括手柄、压帽、端盖、顶丝杆、活塞、阀筒和后盖，阀筒为圆筒状，两端有螺纹，阀筒内有一个活塞，在阀筒的一端螺纹固定有端盖，在端盖的中心孔螺纹上固定有圆柱形压帽，压帽的中心孔有螺纹，外壁有螺纹的顶丝杆通过螺纹与压帽连接，顶丝杆穿过压帽中心孔，顶丝杆一端在阀筒内，顶丝杆端部与活塞端部连接，顶丝杆旋转时能使活塞在阀筒内往复运动，顶丝杆的另一端在压帽的外端，在顶丝杆的所述另一端的端部固定有旋转手柄，在阀筒的另一端螺纹固定有后盖，在后盖上有出液孔，阀筒为钢制筒状体，阀筒与活塞之间有密封圈，微螺距顶丝杆的螺距在0.15～0.25mm之间，使微量补充流体的精度达到顶丝杆每转30°出液孔流出的流体量为0.005mL。

微量流动中的流速测量方法：

A、连接微量流动中的流速测量仪：

(1)先将补充阀内吸入一定量气体，然后连接到微量流动中的流速测量仪的加段塞管线上；

(2)在微量流动中的流速测量仪的入口管线上，通过连接管线连接实验模型，实验模型的另一端连接驱替系统。本领域的驱替实验的技术人员熟知连接管线、实验模型和驱替系统并能完成连接。

(3)在微量流动中的流速测量仪的出口管线上连接回压阀，在回压阀的下部放一个集液容器。回压阀是一种能设定出口压力的机械装置，也称压力调节阀。当管线内压力低于设定值时，出口端不出液，压力大于或等于设定值时，出口端出液，并能使整个系统内保持实验所需的压力。