[发明专利]一种立体三维物理模拟实验装置

说明书

技术领域

本发明属于石油开采与研究领域，尤其涉及一种立体三维物理模拟实验装置。

背景技术

石油开采中，开发出能够满足油田不同开发时期需要的油田工作液将对油田的开发效果产生重要的影响，立体三维物理模拟实验装置主要用于水驱、化学驱等提高采收率效果及其相关机理的研究，立体三维物理模拟实验装置是在兼顾二维的基础上从三维的角度去模拟地层，现有的立体三维模型有如下不足：一是工作压力太低，达不到地下所处的实际环境，不足以说明发生在地下高压状况下的情况；二是无上覆压力系统，因而模拟地层用的砂子实际上是处于松散状态，与地层处于压实的状态不符；三是密封性不好，填砂压实采用压头压实方法加载砂层进行覆压模拟试验对于大型模型因压头内部载荷较大单边受压易泄漏，不能保证模型的密封性能，从而导致模型受内部压力变形及产生边界效应而产生流体窜流和压层压不实而产生吼道；四是模型内无饱和度点和压力测点，在试验过程中不能对模型内的油水分布、压力场进行有效的监测。

发明内容

本发明的目的在于利用一种立体三维物理模拟实验装置，旨在解决现有的立体三维模型存在的工作压力太低、无上覆压力系统、密封性不好、模型内无饱和度点和压力测点的问题。

本发明的目的在于提供一种立体三维物理模拟实验装置，所述立体三维物理模拟实验装置包括：模型主体、矩形活塞、底板、上压板、支撑杆、扶正块、导向杆、反顶螺孔、转轴锁定装置、注采井、测压点、模型支架、万向轮、反顶螺栓、模拟井网、旋转轴、密封垫、模型盖板；所述模型主体四周均匀分布所述注采井，所述模型主体左右两侧设置所述旋转轴，所述模型主体设置在所述模型支架上，所述模型盖板固定在所述模型主体外侧，所述上压板连接所述模型主体，所述上压板上设置所述反顶螺孔，所述上压板连接所述扶正块，所述扶正块中央设置有所述导向杆，所述矩形活塞内侧设至所述密封垫，所述底板连接所述模型主体，所述模型底板上均匀设置所述测压点，所述矩形活塞安装在所述上压板下面，所述矩形活塞上端面的圆周面上设置所述密封垫，所述模型支架底部安装所述万向轮，所述模型支架上设置所述旋转轴锁定装置，所述旋转轴连接所述模型支架。

进一步、所述模型主体为经过内部侧面通过特殊打毛处理的316L正方体。

进一步、所述模型主体通过旋转轴安装在模型支架上。

进一步、所述模型盖板包括导向杆、扶正环块、支撑杆、上压板。

进一步、所述所述模型盖板通过上压板固定在模型主体支撑外侧。

进一步、所述上压板均匀设置有反顶螺栓孔并通过连接反顶螺栓与模型主体连接、固定。

进一步、所述上压板通过四根支撑杆连接扶正块。

进一步、所述旋转轴通过旋转轴锁定装置连接名称支架。

进一步、所述上压板上设置9点和5点模拟竖井和模拟水平井。

进一步、所述底板通过螺栓连接模型主体。

本发明提供的立体三维物理模拟实验装置，提供设置多层岩心置于模型主体内，通过盖板和覆压将岩心压紧，上压板上均匀设有螺栓孔并通过连接螺栓与模型主体连接、固定，从而顶紧螺栓来压实内部岩心，达到地下所处的实际环境，足以说明发生在地下高压状况下的情况；通过模型主体内部的与砂子的接触面通过特殊打毛处理，模型盖板与模型主体支撑外侧通过上压板固定，上压板上均匀设有螺栓孔并通过连接螺栓与模型主体连接、固定，从而顶紧螺栓来压实内部岩心，因而模拟地层用的砂子实际上是处于挤压状态，与地层处于压实的状态相符，并提供了良好的密封型；通过模型底板上均匀布置足够的饱和度点和压力测点，饱和度点、压力测点、模型测温点及注采井网点均可通过不同的接头方式任意互换，保证在试验过程中对模型内的饱和度，压力场进行有效的监测，使系统运行参数满足试验要求；较好的解决了现有的立体三维模型存在的工作压力太低、无上覆压力系统、密封性不好、模型内无饱和度点和压力测点的问题，此外本发明结构简单，操作方便，稳定性和可靠性高，有着良好的推广价值和应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的立体三维物理模拟实验装置整体示意图；

图2是本发明实施例提供的立体三维物理模拟实验装置底板平面示意图；

图3是本发明实施例提供的立体三维物理模拟实验装置盖板侧视图。

图中：1、模型主体；2、矩形活塞；3、底板；4、上压板；5、支撑杆；6、扶正块；7、导向杆；8、反顶螺孔；9、转轴锁定装置；10、注采井；11、测压点；12、模型支架；13、万向轮；14、反顶螺栓；15、模拟井网；16、旋转轴；17、密封垫。