[发明专利]高温高压多功能岩心硫沉积测试装置及方法

权利要求书

1.高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：它包括驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集系统和数据处理系统；

所述的驱替系统包括取样器（1）、配样器（2）、气体增压泵（3）、恒速恒压泵（4）和中间容器（5），取样器（1）的取样口通过管路与配样器（2）的进样口连接，气体增压泵（3）的接口通过管路连接到配样器（2）的接口；恒速恒压泵（4）的出口通过管路连接中间容器（5）的下端入口，气体增压泵（3）的接口通过管路与中间容器（5）的上端入口连接，配样器（2）和中间容器（5）的出口通过管路与地层条件模拟系统连接；

所述地层条件模拟系统包括恒温箱（6）、岩心夹持器（7）和高压视窗（8），岩心夹持器（7）和高压视窗（8）均置于恒温箱（6）内，岩心夹持器（7）和高压视窗（8）的进样口通过管路与驱替系统的配样器（2）的出口和中间容器（5）的上端入口连接；

所述高压视窗（8）包括上压盖（26）、下压盖（27）、进气口（28）、出气口（29）、填砂腔体（30）、观察窗口（31）和支撑架（32），填砂腔体（30）固定在支撑架（32）上，进气口（28）和出气口（29）分别位于填砂腔体（30）的两端并连通，观察窗口（31）位于填砂腔体（30）上方，上压盖（26）和下压盖（27）通过螺栓固定在支撑架（32）的上下部；

所述的数据采集系统包括至少一个压力传感器（9）、温度传感器（25）、在线计量天平（10）和高清摄像机（12），压力传感器（9）分别置于岩心夹持器（7）的输入管路和输出管路，温度传感器（25）的探头置于恒温箱（6）的中部，岩心夹持器（7）悬吊于在线计量天平（10）下端的吊钩上，高清摄像机（12）置于恒温箱（6）外，压力传感器（9）、温度传感器（25）、在线计量天平（10）和高清摄像机（12）的输出分别与数据处理系统连接；

所述的数据处理系统包括至少一台计算机（15）、置于计算机（15）内的数据采集板（14）和视频采集卡（16）以及运行在计算机（15）上的数据处理软件，计算机（15）通过数据采集板（14）的多路采集口分别与压力传感器（9）、温度传感器（25）和在线计量天平（10）的输出连接，计算机（15）通过视频采集卡（16）与高清摄像机（12）的输出连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的驱替系统还包括两个手摇泵（17）和一个回压阀（18），手摇泵（17）的出口通过管路分别与岩心夹持器（7）的围压口和回压阀（18）的控制口连接；回压阀（18）的输入端口与岩心夹持器（7）和高压视窗（8）的输出管路连接，回压阀（18）的输出端口与分离器（22）的接口连接。

3.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的数据采集系统还包括高精度天平（11），高精度天平（11）与分离器（22）连接。

4.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的数据采集系统还包括至少一个流量计，流量计为大量程流量计（13）、中量程流量计（23）或小量程流量计（24）之一种或一种以上；流量计的入口端均通过管路与分离器（22）气体出口端连接，流量计的出口端通过排出管线连接到中和池，流量计的信号系统与数据采集板（14）连接。

5.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（6）和配样器（2）外面均设有隔离钢化玻璃罩，玻璃罩的上端设有硫化氢气体泄漏报警装置和防爆排风扇。

6.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（6）采用全密闭电热管加热。

7.根据权利要求1所述的高温高压多功能岩心硫沉积测试装置，其特征在于：整个装置的每一段管路均设有调节阀门（19），输入管路中均设有安全阀（21），岩心夹持器（7）设有放空阀（20），放空阀（20）的出口通过排出管线连接到外部中和池。

8.高温高压多功能岩心硫沉积测试方法，其特征在于：它包括以下步骤：

① 测试环境构建：建立基于由权利要求1所述的驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集系统和数据处理系统组成的测试环境；

② 在线测量元素硫沉积量：未通酸性气样前首先采用在线计量天平（10）测量含岩样的岩心夹持器（7）净重，然后打开阀门，将配样器（2）或中间容器（5）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（7）内部温度或压力，在线计量含元素硫沉积岩样的岩心夹持器的重量，其与净重的差值即是元素硫的沉积量；

③ 在线观察元素硫沉积过程：让高含硫化氢气样流经高压视窗（8），高清摄像头透过恒温箱（6）的可视窗摄像高压视窗中硫沉积过程，并在计算机（15）的控制下定时连续抓拍图片； 

④ 硫沉积前后的渗透率变化测试：未通酸性气样前，先用氮气测试岩样绝对渗透率，再将配样器（2）或中间容器（5）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（7）内部温度或压力，与此同时动态测定含元素硫沉积岩样两端的压力，实时计算气体的粘度、体积系数和偏差因子，再根据达西定律实时计算含元素硫沉积岩样的气测渗透率，动态评价硫沉积对岩样渗透率的伤害程度。