巖石流動(dòng)試驗(yàn)儀

巖石流動(dòng)試驗(yàn)儀

一、儀器功能

儀器根據(jù)驅(qū)替機(jī)理和相似原理模擬（壓力、溫度），并借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成果，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、*傳感器技術(shù)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(cè)定

在一定的流速下使液體通過(guò)巖心，通過(guò)測(cè)定巖心的進(jìn)出口壓差和流過(guò)巖心的液體的流量，結(jié)合其它參數(shù)，根據(jù)達(dá)西定律計(jì)算巖心液體滲透率。

2．液體流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)

在一定的壓力、溫度條件下，研究流體流經(jīng)巖心的過(guò)程中，相關(guān)參數(shù)的規(guī)律,如壓力、溫度、流速等。

二、主要技術(shù)參數(shù)

1．工作壓力

環(huán)    壓：50MPa

驅(qū)替壓力：40MPa

壓力測(cè)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(jié)構(gòu)

該儀器主要由注入系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。

注入系統(tǒng)：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(nèi)。

模擬系統(tǒng)：由巖心夾持器、恒溫箱、環(huán)壓泵、回壓系統(tǒng)等組成。

計(jì)量系統(tǒng)：包括壓力測(cè)量、溫度測(cè)量、流量計(jì)量等。

數(shù)據(jù)采集處理：由各種數(shù)據(jù)采集卡、電腦、打印機(jī)、采集處理軟件組成，可適時(shí)采集壓力、溫度、流量等參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。

五、組成儀器各部件的技術(shù)規(guī)范

5-1．注入泵：

型號(hào)：LB1040平流泵采用89C52單片機(jī)與外圍接口芯片組成一個(gè)微機(jī)處理系統(tǒng)，利用高速數(shù)據(jù)處理和定時(shí)/計(jì)數(shù)功能，通過(guò)程序控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速和運(yùn)行狀態(tài)的控制。該系列泵可與計(jì)算機(jī)通訊接口，可多機(jī)通訊。

國(guó)內(nèi)使用非圓齒輪曲柄連桿機(jī)構(gòu)，保證流量計(jì)量精度，耐壓及平穩(wěn)性好；整體式機(jī)電合一，機(jī)械傳動(dòng)及正題結(jié)構(gòu)合理有減震防噪措施，噪音極??；具有壓力測(cè)量和過(guò)壓保護(hù)、欠壓補(bǔ)償系統(tǒng)；壓縮自動(dòng)補(bǔ)償程序控制，使泵在高壓工作時(shí)流量精度保持穩(wěn)定。

五、主要技術(shù)指標(biāo)：

（1）、流量范圍:0.01-9.99ml/min

（2）、工作壓力:0～40MPa

（3）、重復(fù)精度％:±1

（4）、流量精度％ :±3

(5)、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(yàn)提供循環(huán)流體或驅(qū)替流體，主體材料為316L不銹鋼，抗腐蝕、耐高溫，容器內(nèi)采用活塞結(jié)構(gòu)，活塞部分采用組合形式，密封圈松緊可調(diào)，可根據(jù)需要調(diào)至最佳狀態(tài)，既密封又使摩擦阻力最小，容器內(nèi)液面還可以根據(jù)平流泵的累積流量、容器內(nèi)裝介質(zhì)的多少、容積尺寸等參數(shù)由計(jì)算機(jī)在驅(qū)替流程中的容器上用介質(zhì)逐漸減少形象的表示出來(lái)，當(dāng)驅(qū)替到所裝介質(zhì)一定的百分比后，可自動(dòng)切斷恒速泵電源。為保證試驗(yàn)的溫度條件，將容器置于容器恒溫箱內(nèi)，規(guī)格1000mL/50MPa，2只。

5-3．巖心夾持器：

TY-4型夾持器，材質(zhì)為316L不銹鋼。規(guī)格為φ25×100/50MPa，溫度為180℃。該型號(hào)的夾持器結(jié)構(gòu)形式具有以下特點(diǎn)：

（1）由于采用外螺紋結(jié)構(gòu)形式，使其具有體積小、重量輕，死體積小，拆卸方便，實(shí)用性強(qiáng)，耐壓高等特點(diǎn)。

（2）采用了端面密封結(jié)構(gòu)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(shí)無(wú)需用拆卸手柄即可旋下壓帽，移開封頭。常規(guī)情況下?lián)Q巖心時(shí)壓帽及封頭均無(wú)須拆卸，只須旋出調(diào)節(jié)螺母，用專用工具退出巖心即可。

5-4.環(huán)壓泵：

SYB-50型手動(dòng)泵，為巖心施加環(huán)向壓力，密封巖心，形成完整流體通過(guò)路徑，防止流體沿巖心外側(cè)流出。工作壓力≤60MPa

5-5．回壓控制系統(tǒng):

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-50型手動(dòng)泵

5-6．恒溫箱：

前后開門，內(nèi)裝射燈，不銹鋼內(nèi)膽，采用靜音軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行箱內(nèi)熱風(fēng)循環(huán)，外部采用A3磷化噴塑，美觀大氣。配備腳輪和支撐腳，移動(dòng)方便，定位水平可調(diào)。

采用PID調(diào)節(jié)控溫技術(shù)，箱內(nèi)溫度均勻，控溫精度高：

工作溫度：180℃±1℃

內(nèi)膽尺寸：1000×650×800㎜（長(zhǎng)×寬×高）

5-7．閥門、管線、管件及流程：

采用DW6內(nèi)卡套式高壓閥門及管件，耐壓60MPa，316L不銹鋼材質(zhì)制作。

5-8．計(jì)量系統(tǒng)：

壓力計(jì)量：測(cè)量精度0.1%F·S，用于巖心進(jìn)出口壓力測(cè)量，量程為40MPa，數(shù)顯表顯示，也可通過(guò)數(shù)顯表上的RS232口由計(jì)算機(jī)采集。

溫度計(jì)量：采用pt100測(cè)溫探頭，XMT-7512ZXG5溫控儀設(shè)定、控制、測(cè)量溫度。溫度也可由計(jì)算機(jī)設(shè)定，采集。

流量計(jì)量：采用天平稱重法計(jì)算液體流量

天平規(guī)格：量程2200g，精度0.01g

計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集計(jì)算流量值

5-9．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)：

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI數(shù)據(jù)采集板適時(shí)采集壓力、溫度、流量。

5-10．自動(dòng)控制系統(tǒng)：

計(jì)算機(jī)可對(duì)下列外部設(shè)備進(jìn)行控制

（1）注入泵：通過(guò)泵的通訊接口，計(jì)算機(jī)可對(duì)泵的注入流量進(jìn)行控制；

（2）天平：通過(guò)天平的通訊接口，計(jì)算機(jī)可對(duì)天平進(jìn)行去皮操作；

5-11．應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)處理：

軟件在windows環(huán)境下運(yùn)行，采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)采集所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運(yùn)行等。

計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報(bào)表、分析報(bào)表以及曲線圖，同時(shí)生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式，可隨時(shí)導(dǎo)入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。

計(jì)算機(jī)： 主頻2.8G，內(nèi)存8G，硬盤1T，22∥液顯

六、主要技術(shù)特征

1．裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同要求進(jìn)行組合；

2．能模擬地層條件下進(jìn)行高溫高壓驅(qū)替試驗(yàn)；

3．實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制、采集、處理；

4．儀器的結(jié)構(gòu)合理、外型美觀大方、操作方便、經(jīng)久耐用；

5．選購(gòu)件齊全，可根據(jù)不同試驗(yàn)要求，選購(gòu)不同規(guī)格的模型，使儀器廣泛應(yīng)用于各種試驗(yàn)研究領(lǐng)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(diǎn)：

1．儀器的各類儀表和計(jì)算機(jī)必須保證正確的電源輸入，必須配有自動(dòng)穩(wěn)壓保護(hù)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(shè)計(jì)壓力，特別不能高于各種檢測(cè)儀表的量程，使用氣體加壓時(shí)必須格外小心。

4．儀器的閥門設(shè)計(jì)為手動(dòng)操作，請(qǐng)按試驗(yàn)步驟預(yù)先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程走向，任何一閥門的操作錯(cuò)誤均可能導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)的失敗。

5．系統(tǒng)在高溫操作時(shí)，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

八、安裝

儀器出廠時(shí)已全部安裝就緒，并經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試。為了方便包裝運(yùn)輸，儀器分成不同部分包裝，安裝時(shí)請(qǐng)仔細(xì)參閱流程圖。

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

九、維護(hù)

電子天平要避免強(qiáng)烈振動(dòng)，切不可過(guò)載，其詳細(xì)的注意事項(xiàng)請(qǐng)閱讀天平說(shuō)明書。

本儀器所配計(jì)算機(jī)為儀器的專用控制機(jī)，切忌亂拷軟件，尤其是來(lái)歷不明的U盤，計(jì)算機(jī)病毒可能會(huì)導(dǎo)致控制及數(shù)據(jù)采集的混亂和錯(cuò)誤。

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

長(zhǎng)期使用會(huì)造成對(duì)流程密封件的正常破損，影響密封性能，所以，建議定期對(duì)儀器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，對(duì)儀器.的泄露部分更換密封件，對(duì)經(jīng)常使用者其周期以3個(gè)月為宜。