[发明专利]一种可实时确定流体体积和压力的高温高压中间容器

说明书

本发明为一种可实时确定流体体积和压力的高温高压中间容器，主要结构为端盖、筒体、超声波发射装置、超声波接收装置、陶瓷电容式压力传感器、信号处理器、显示屏等；下端盖安装着超声波发射装置、超声波接收装置和陶瓷电容式压力传感器；超声波发射装置通过压电陶瓷晶片的电压激励作用发射超声波，超声波接收装置通过压电陶瓷晶片的正压电效应接收超声波回波信号，陶瓷电容式压力传感器通过感压元件感应筒体内流体的压力大小，信号处理器对电信号变化可进行记录、处理和计算，显示屏可实时显示中间容器内的流体体积和压力的大小，本发明解决了目前的中间容器无法确定流体体积大小和压力大小的问题，对中间容器装置的完善与发展有着重要意义。

技术领域

本发明涉及一种可实时确定流体体积和压力的高温高压中间容器，属于油气藏驱替实验用具的技术领域。

背景技术

在油气田开发的实验过程中，常常使用到高温高压中间容器装置用于模拟地层条件对岩心进行驱替实验。由于机械问题，我们在实验过程中难以确定高温高压中间容器的流体体积和压力大小。合理设计装置的结构和功能，这有利于提高中间容器在使用过程的可靠性、安全性和精确性。但目前公开的中间容器专利的设计中，依然存在一些设计的不足，如防止活塞顶死容器盖的岩心驱替实验中间容器(CN201821268977.1)，该专利通过卡瓦结构防止活塞顶死容器盖，并不能确定中间容器在驱替过程中流体体积和压力大小；一种可实时确定活塞位置的中间容器(CN20211153738.8)，该专利通过活塞上下移动对筒体内壁的压敏元件挤压来确定中间容器剩余样品体积，但此方式并不能避免中间容器的高压环境对压敏元件存在压力挤压作用的影响。针对上述存在的问题和现有中间容器存在的不足，有必要设计一种结构简单、操作方便、可实时显示流体体积和压力大小的高温高压中间容器，对高温高压中间容器装置的完善与发展有着重要意义。

发明内容

针对现有中间容器技术中存在的难题和不足，本发明提供一种操作简单，原理可靠，流体体积和压力大小可实时显示的高温高压中间容器装置。在保证现有中间容器的耐高温高压和密封的工作性能下，在中间容器的下端盖中增加了超声波发射装置、超声波接收装置和陶瓷电容式传感器，来实现对中间容器的流体体积和压力大小的测定。

本发明提供一种可实时确定流体体积和压力的高温高压中间容器，该装置包括：上端盖、驱替阀、排气阀、密封垫圈、筒体、活塞、环状橡胶垫圈、下端盖、传动介质出口阀、底座支架、第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、六角薄螺母、橡胶密封圈、环状垫片，六角螺母、超声波发射装置、超声波接收装置、陶瓷电容式压力传感器、电源、信号处理器和显示屏组成。

所述驱替阀是位于上端盖或下端盖上，在驱替实验过程中可以用于控制液体的流入和流出。

排气阀位于上端盖上，可以用于排出筒体内残余的空气和多余流体。

所述筒体上下端面与上下端盖通过螺纹连接，上端盖、下端盖和筒体由高强度合金金属材料制成。

所述上端盖带有密封垫圈，在安装时密封垫圈置于筒体和上端盖之间进行密封，避免流体从筒体内部与上端盖之间泄露。

同样地，下端盖也带有密封垫圈，在安装时密封垫圈置于筒体和下端盖之间进行密封，避免传动介质从筒体内部与下端盖之间泄露。

所述活塞由硬度大的刚性合金材料制作而成，且活塞上下两面是光滑表面，对超声波具有很好的反弹作用。同时所述活塞将筒体分为独立的两个空间，一部分装实验流体，另一部分装传动介质，活塞可沿筒体轴向上下移动；所述活塞的中部凹槽处设置环状橡胶垫圈进行密封，避免筒体上下两端窜流。

所述流体出口阀位于上端盖圆心开口处，可在驱替实验过程中控制流体流速。

相似地，传动介质进出口阀位于下端盖圆心开口处，在进行驱替实验和加样时控制传动介质的进出。

所述底座支架是由刚性合金材料制作而成，通过螺栓的旋转将中间容器固定在支架上，起固定和支撑稳定作用。