[发明专利]一种可变距高温高压可视化岩心模型夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田开发过程中用于油气藏储层可视化物理模拟实验研究的模型夹持装置，尤其是用于高温、高压、低渗等特殊条件下研究调高采收率机理与方法的一种可变距高温高压可视化岩心模型夹持装置。具体研究方面涵盖入井流体性能、储层剩余油分布、均质及非均质储层渗流规律以及储层沉积韵律对采出程度影响的实验机理研究与评价。

背景技术

目前，公知的高温高压微观可视化物理模拟实验装置中仅有一对固定的可视化岩心模型夹持器，其主要作用是通过夹持器将微观天然岩心或模拟岩心的可视化物理模型接入驱替流程，并使可视化岩心物理模型内部流程与可视化岩心物理模型外部的高压舱体内的高压或超高压进行隔离，然而，常规的高温高压微观可视化岩心物理模型夹持器存在以下问题与缺陷：

1、两个固定的夹持器密封头之间距离不可调整，只适用于固定规格和固定孔距尺寸的小型玻璃刻蚀或岩心切片模型，对可视化物理模型上的孔距、孔位精度要求很高，否则无法达到高压密封的要求；

2、只设置有一对夹持器，一个流体注入端和一个流体出口端，因此只能适用于微观岩心的渗流评价研究，而对于多个端口的井网模型、井筒模型、非均质填砂模型及宏观可视化油藏模型均不能适用；

3、夹持器一般是固定在底座上的，无法更换。

发明内容

为了克服现有的高温高压微观可视化物理模型夹持器密封头之间距离不可调整、模型安装不便、适用模型单一、应用局限大的不足，以便充分发挥整体设备更多的功能和作用，本发明提供一种可变距高温高压可视化岩心模型夹持装置，该夹持器底座上设置有两对速接式变距模型夹持器，即四个流体通道。可实现流体的一进一出、一进二出、一进三出、二进一出、二进二出、三进一出等流程控制，使得测试流体间的切换过程更加高效简便，每个夹持器可以旋转，通过旋转可任意调节密封头相互之间的距离，达到变距的目的。同时，夹持器与底座采用了快插式结构，可随意更换不同规格的夹持器，这样不仅可以提高设备的可靠性、稳定性和易用性，还可以适用于多种模拟不同地层条件的物理模型，进行各种不同类型的模拟驱替测试或研究试验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明一种可变距高温高压可视化岩心模型夹持装置主要由模型舱上盖、模型舱底座、石英玻璃视窗、速接式变距模型夹持器、模型舱恒温套组成。模型舱上盖为倒扣的筒形，在模型舱上盖顶部有两个内置陶瓷电加热棒的垂向插孔和一个控制回压的孔道。在模型舱上盖顶部还设置有一个温度传感器插孔和两个吊装螺栓安装孔。在模型舱底座上设有四个用于安装速接式变距模型夹持器的插孔和施加环压的孔道。在模型舱上盖与模型舱底座之间由锁紧螺栓连接。在模型舱上盖与模型舱底座之间有O型密封圈密封。模型舱上盖和模型舱底座中心有通孔，通孔中心在同一垂向轴线上。通孔内分别有顶部石英玻璃视窗和底部通光石英玻璃视窗。在顶部石英玻璃视窗与模型舱上盖之间以及底部通光玻璃视窗与模型舱底座之间均有视窗锁紧密封圈。模型舱上盖和模型舱底座外面套有模型舱恒温套。模型舱上盖和模型舱底座中间形成高压密闭舱，高压密闭舱内有速接式变距模型夹持器。速接式变距模型夹持器与模型舱底座之间由高压快速接头连接，高压快速接头可带动速接式变距模型夹持器自由旋转，以实现变距目的。在高压快速接头与模型舱底座之间有密封圈。透过石英玻璃视窗，可以用高倍数码显微镜对高压密闭舱内可视化物理模型的实验状况进行观察。

速接式变距模型夹持器的结构是：由模型夹持器挺杆、模型夹持器上臂、模型夹持器下臂组成。速接式变距模型夹持器为倒置“F”形状。速接式变距模型夹持器上端与模型舱上盖只保持一小于1mm的间隙，以防止速接式变距模型夹持器受高压后弹出。模型夹持器挺杆下端是带有O型密封圈的高压快速接头。模型夹持器上臂有带螺纹的通孔，通孔用于模型密封锁紧螺栓。在模型夹持器下臂内置流体进出管路，管路出口端正对通孔中心。在模型密封锁紧螺栓和可视化模型之间以及可视化模型与管路出口端分别有模型上对接口密封和模型下对接口密封。

在模型舱上盖与模型舱底座外面套有与其形状相吻合的模型舱恒温套。模型舱恒温套可采用石棉、玻璃纤维等耐高温材料填充，也可用压铸成形的泡沫玻璃。

模型舱的加热采用两只100瓦小型陶瓷电加热棒来实现。