[发明专利]基于磁悬浮天平的硫沉积装置

权利要求书

1.基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：它包括驱替系统、地层条件模拟系统、磁悬浮天平测试系统、数据采集及数据处理系统；

所述的驱替系统包括样品气罐（1）、配样器（3）、气体增压泵（4）、恒速恒压泵（11）、活塞容器（10）、手动回压泵（25）和回压控制阀（24），所述的样品气罐（1）的取样口通过管路与配样器（3）的进样口连接，在样品气罐（1）与配样器（3）连接的管路上设有气源控制阀（2），所述的气体增压泵（4）的进口通过管路与配样器（3）的出口连接，所述的恒速恒压泵（11）的出口通过管路连接活塞容器（10）的下端入口，且在该连接管路上设置有一恒速恒压泵控制阀（12），气体增压泵（4）的出口通过管路与活塞容器（10）的上端入口连接，在气体增压泵（4）与活塞容器（10）上设有气体增压泵控制阀（8），所述的活塞容器（10）的上端入口处设有活塞容器控制阀（9），配样器（3）和活塞容器（10）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（7）、岩心夹持器（20）和自动围压追踪泵（18），自动围压追踪泵（18）的出口设有自动围压追踪泵控制阀（22），所述的自动围压追踪泵（18）出口通过管路与岩心夹持器（20）的围压口连接，所述的岩心夹持器（20）置于恒温箱（7）内，岩心夹持器（20）的进样口通过管路分别与配样器（3）的出口和活塞容器（10）的上端入口连接，并在该管路中设有安全阀（15），所述的配样器（3）出口设置有一配样器控制阀（5），所述的岩心夹持器（20）设有放空阀（16），放空阀（16）的出口通过排出管线连接到外部中和池，岩心夹持器（20）的输入管路上设置有一岩心夹持器输入端控制阀（14），所述的手动回压泵（25）的出口通过管线与回压控制阀（24）输入端口相连，回压控制阀（24）的输出端口与岩心夹持器（20）输出管路连接，且岩心夹持器（20）输出管路上设置有岩心夹持器输出端控制阀（21）；

所述的磁悬浮天平测试系统由高精度磁悬浮天平（6）构成，高精度磁悬浮天平（6）将岩心夹持器（20）悬吊在高精度磁悬浮天平（6）下端的吊钩上，解决常规天平硫沉积测量误差大或根本无法测量的问题，实时测定整个硫沉积过程中岩心硫沉积量；

所述的数据采集及处理系统分别包括压力传感器A（13）、压力传感器B（19）、压力传感器C（23）、温度传感器（17）、磁悬浮天平传感器（32）、高精度天平（30）、大量程流量计（27）、中量程流量计（28）、小量程流量计（29）、分离器（26）和计算机（31），所述的压力传感器A（13）、压力传感器C（23）分别置于岩心夹持器（20）的输入管路和输出管路上，压力传感器B（19）设置在自动围压追踪泵（18）上，温度传感器（17）置于恒温箱（7）的中部，磁悬浮天平传感器（32）置于高精度磁悬浮天平（6）中，所述的压力传感器A（13）、压力传感器B（19）、压力传感器C（23）、温度传感器（17）、高精度磁悬浮天平（6）、高精度天平（30）、大量程流量计（27）、中量程流量计（28）、小量程流量计（29）的输出分别与数据处理系统的计算机（31）连接，所述的分离器（26）通过管路与岩心夹持器（20）的输出管路连接，所述的高精度天平（30）与分离器（26）连接，大量程流量计（27）、中量程流量计（28）、小量程流量计（29）的入口端均通过管路与分离器（26）气体出口端连接，其出口端通过排出管线连接到中和池。

2.根据权利要求1所述的基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（7）和配样器（3）外面均设有隔离钢化玻璃罩，玻璃罩上端设有硫化氢气体泄漏报警装置和防爆排风扇。

3.根据权利要求1所述的基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：所述的恒温箱（7）采用全密闭电热管加热。

4.根据权利要求1所述的基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：所述的岩心夹持器（20）两端输入输出管线采用金属软管（35）以实现更好的悬浮状态。

5.根据权利要求1所述的基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：所述的高精度磁悬浮天平（6）下端连接有一电磁铁（33），岩心夹持器（20）上端设置有一永久性磁铁（34），通电后，高精度磁悬浮天平（6）将岩心夹持器（20）吊起。

6.如权利要求1所述的基于磁悬浮天平的硫沉积测试装置，其特征在于：它包括以下测试步骤：

S1：测试环境构建：建立由驱替系统、地层条件模拟系统、数据采集及处理系统组成的测试环境；

S2：实时测量元素硫沉积量：未通酸性气样前首先采用高精度磁悬浮天平（6）测量含岩样的岩心夹持器（20）净重，然后将配样器（3）或活塞容器（10）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（20）内部温度或压力，在线实时计量元素硫沉积后的含岩样的岩心夹持器（20）的重量，前后的重量差值即是元素硫的沉积量；

S3：硫沉积前后的渗透率动态变化测试：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（3）或活塞容器（10）中的高含硫化氢气样注入岩样中，连续降低岩心夹持器（20）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。