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巖心流動實驗儀

巖心流動實驗儀

一、儀器功能

儀器根據驅替機理和相似原理模擬（壓力、溫度），并借助于現代科學技術的最新成果，如計算機技術、先進傳感器技術可在模擬地層壓力，地層溫度的條件下開展下列研究。

1．液體滲透率測定

在一定的流速下使液體通過巖心，通過測定巖心的進出口壓差和流過巖心的液體的流量，結合其它參數，根據達西定律計算巖心液體滲透率。

2．液體流動性實驗

在一定的壓力、溫度條件下，研究流體流經巖心的過程中，相關參數的規律,如壓力、溫度、流速等。

二、主要技術參數

1．工作壓力

環    壓：50MPa

驅替壓力：40MPa

壓力測試精度：0.1%F·S

2．流量范圍：0.01～10mL/min

3．工作溫度：室溫～180℃，控溫精度：±1℃

4．電源：AC380V/50Hz  三相五線

5．總功率：6kW

三、儀器流程圖：

四、儀器的基本組成結構

該儀器主要由注入系統、模擬系統、計量系統、自動控制系統、數據采集與處理系統組成。

注入系統：由注入泵、活塞容器、管閥件組成，可將各種流體按一定流量注入到模型內。

模擬系統：由巖心夾持器、恒溫箱、環壓泵、回壓系統等組成。

計量系統：包括壓力測量、溫度測量、流量計量等。

數據采集處理：由各種數據采集卡、電腦、打印機、采集處理軟件組成，可適時采集壓力、溫度、流量等參數，并對數據進行運算處理。

五、組成儀器各部件的技術規范

5-1．注入泵：

型號：LB1040平流泵采用89C52單片機與外圍接口芯片組成一個微機處理系統，利用高速數據處理和定時/計數功能，通過程序控制，實現對步進電機的調速和運行狀態的控制。該系列泵可與計算機通訊接口，可多機通訊。

國內使用非圓齒輪曲柄連桿機構，保證流量計量精度，耐壓及平穩性好；整體式機電合一，機械傳動及正題結構合理有減震防噪措施，噪音極小；具有壓力測量和過壓保護、欠壓補償系統；壓縮自動補償程序控制，使泵在高壓工作時流量精度保持穩定。

五、主要技術指標：

（1）、流量范圍:0.01-9.99ml/min

（2）、工作壓力:0～40MPa

（3）、重復精度％:±1

（4）、流量精度％ :±3

(5)、連續運轉時間 h :＞240

(6)、單缸容積μl :100

5-2．活塞容器：

ZR-3型活塞容器為試驗提供循環流體或驅替流體，主體材料為316L不銹鋼，抗腐蝕、耐高溫，容器內采用活塞結構，活塞部分采用組合形式，密封圈松緊可調，可根據需要調至最佳狀態，既密封又使摩擦阻力最小，容器內液面還可以根據平流泵的累積流量、容器內裝介質的多少、容積尺寸等參數由計算機在驅替流程中的容器上用介質逐漸減少形象的表示出來，當驅替到所裝介質一定的百分比后，可自動切斷恒速泵電源。為保證試驗的溫度條件，將容器置于容器恒溫箱內，規格1000mL/50MPa，2只。

5-3．巖心夾持器：

TY-4型夾持器，材質為316L不銹鋼。規格為φ25×100/50MPa，溫度為180℃。該型號的夾持器結構形式具有以下特點：

（1）由于采用外螺紋結構形式，使其具有體積小、重量輕，死體積小，拆卸方便，實用性強，耐壓高等特點。

（2）采用了端面密封結構形式，使其具有了拆裝封頭及巖心的方便，換膠皮筒或O形圈時無需用拆卸手柄即可旋下壓帽，移開封頭。常規情況下換巖心時壓帽及封頭均無須拆卸，只須旋出調節螺母，用專用工具退出巖心即可。

5-4.環壓泵：

SYB-60型手動泵，為巖心施加環向壓力，密封巖心，形成完整流體通過路徑，防止流體沿巖心外側流出。工作壓力≤60MPa

5-5．回壓控制系統:

用于控制巖心夾持器的出口壓力，由頂部加載式回壓閥和緩沖容器、回壓泵組成。

回壓容器：ZR-2型，600mL，50MPa，配備壓力儀表

回壓閥：HY-2型頂部加載式，50MPa

回壓泵：SYB-60型手動泵

5-6．恒溫箱：

前后開門，內裝射燈，不銹鋼內膽，采用靜音軸流風機進行箱內熱風循環，外部采用A3磷化噴塑，美觀大氣。配備腳輪和支撐腳，移動方便，定位水平可調。

采用PID調節控溫技術，箱內溫度均勻，控溫精度高：

工作溫度：180℃±1℃

內膽尺寸：1000×650×800㎜（長×寬×高）

5-7．閥門、管線、管件及流程：

采用DW6內卡套式高壓閥門及管件，耐壓60MPa，316L不銹鋼材質制作。

5-8．計量系統：

壓力計量：測量精度0.1%F·S，用于巖心進出口壓力測量，量程為40MPa，數顯表顯示，也可通過數顯表上的RS232口由計算機采集。

溫度計量：采用pt100測溫探頭，XMT-7512ZXG5溫控儀設定、控制、測量溫度。溫度也可由計算機設定，采集。

流量計量：采用天平稱重法計算液體流量

天平規格：量程2200g，精度0.01g

計算機自動采集計算流量值

5-9．數據采集系統：

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI數據采集板適時采集壓力、溫度、流量。

5-10．自動控制系統：

計算機可對下列外部設備進行控制

（1）注入泵：通過泵的通訊接口，計算機可對泵的注入流量進行控制；

（2）天平：通過天平的通訊接口，計算機可對天平進行去皮操作；

5-11．應用軟件與數據處理：

軟件在windows環境下運行，采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實現人機對話，操作人員設定好參數后就可以實現無人值守，計算機可自動采集所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運行等。

計算機采集的數據經處理可生成原始數據報表、分析報表以及曲線圖，同時生成數據庫文件格式，可隨時導入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。

計算機： 主頻2.8G，內存8G，硬盤1T，22∥液顯

六、主要技術特征

1．裝置采用模塊化設計，可根據不同要求進行組合；

2．能模擬地層條件下進行高溫高壓驅替試驗；

3．實現計算機自動化控制、采集、處理；

4．儀器的結構合理、外型美觀大方、操作方便、經久耐用；

5．選購件齊全，可根據不同試驗要求，選購不同規格的模型，使儀器廣泛應用于各種試驗研究領域。

七、安全

儀器的安全操作涉及到操作者的人身安全和儀器的正常使用壽命，廠家提醒操作者注意如下要點：

1．儀器的各類儀表和計算機必須保證正確的電源輸入，必須配有自動穩壓保護裝置。

2．儀器各部保證有良好的接地。

3．流程管匯各部的壓力不高于設計壓力，特別不能高于各種檢測儀表的量程，使用氣體加壓時必須格外小心。

4．儀器的閥門設計為手動操作，請按試驗步驟預先設計好試驗流程走向，任何一閥門的操作錯誤均可能導致整個試驗的失敗。

5．系統在高溫操作時，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

八、安裝

儀器出廠時已全部安裝就緒，并經過實際測試。為了方便包裝運輸，儀器分成不同部分包裝，安裝時請仔細參閱流程圖。

安裝工作也可由廠方技術人員和用戶共同完成，以便用戶進一步熟悉儀器，便于日后日常維護。

九、維護

電子天平要避免強烈振動，切不可過載，其詳細的注意事項請閱讀天平說明書。

本儀器所配計算機為儀器的專用控制機，切忌亂拷軟件，尤其是來歷不明的U盤，計算機病毒可能會導致控制及數據采集的混亂和錯誤。

儀器所有與液體接觸的部分均為不銹鋼材質，有一定的抗腐蝕性能，平時使用時注意不要將腐蝕性溶液滴到操作平臺上，若不小心濺到，需及時處理。

長期使用會造成對流程密封件的正常破損，影響密封性能，所以，建議定期對儀器進行耐壓試驗，對儀器.的泄露部分更換密封件，對經常使用者其周期以3個月為宜。

十、巖心流動實驗儀主要配置