巖石聲電滲綜合全自動測試系統

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一、儀器功能

1．氣體滲透率測定

2．氣體孔隙度測定

3．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。

4. 地層敏感性評價試驗。

5. 巖石電阻率參數測定

用高壓電阻率巖心夾持器及電阻率測量儀測定巖心在不同含水飽和度下的電阻率值，繪制飽和度與電阻率指數關系曲線。

巖心含水飽和度，電阻率指數由計算機自動采集計算。

6．巖石聲波特性測定

功能：用于巖樣的聲波速度、彈性模量和衰減系數的實驗室測量及計算。

原理：

（1）采用超聲脈沖透射法，測量縱波或橫波沿巖樣長度方向的傳播時間，計算巖樣的縱、橫波速度。

（2）測量、比較聲波幅度隨巖樣長短的變化或根據被測巖樣與參考樣品中的聲波幅度相對變化，計算縱、橫波的衰減系數。

二、主要技術參數

1．工作壓力

環 壓：0-80MPa

驅替壓力：0-70MPa

壓力測試精度：0.1%F·S

2．流量范圍

液體： 0.0001～25mL/min

氣體：0-3000sccm

3．模型規格

巖心夾持器規格

φ25×25-100mm ,

4．工作溫度：180℃，控溫精度：±1℃

5．電源：交流380V220V， 50HZ

6．總功率：6Kw

三、儀器的基本組成結構

該儀器主要由氣測滲透率系統、氣測孔隙度系統、注入系統、電阻率測量系統、聲波測量系統、模型系統、計量系統、自動控制系統、數據采集與處理系統組成。詳見工作流程：

氣測滲透率系統：由調壓閥，氣體流量計等組成，用于各種巖心及模型氣體滲透率測定。

氣測孔隙度系統：由調壓閥，定容器，孔隙度夾持器等組成，用于巖心孔隙度測量。

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

電阻率測量系統：由電阻率儀、巖心含水飽和度測定儀等組成，測定巖心在不同含水飽和度下的電阻率值，繪制飽和度與電阻率指數關系曲線。

聲波測量系統：由一臺縱橫波自動測定儀構成，可測量縱波或橫波沿巖樣長度方向的傳播時間。

模擬系統：由巖心夾持器、加熱套、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、油氣水體積計量等。

自動控制系統：計算機自動控制注入泵的流量，環壓泵自動跟蹤內壓，恒溫箱加熱恒溫，壓力變送器量程自動切換等。

數據采集處理：由各種數據采集卡、計算機、打印機、采集處理軟件組成，可適時采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等參數，并對數據進行運算處理。

四、組成儀器各部件的技術規范

1．注入泵 1臺

型號：100DX型

該泵采用伺服電機、伺服系統，微電腦控制其運行，液晶面板顯示，工作壓力：20000psi，流量：0.0001～25mL/min

泵也可由計算機操作，實現遠程控制。(使用方法詳見其說明書)

2．中間容器

ZR-3型活塞式：容積：2000ml，耐壓：70MPa，材質：316L，數量：4只。

用于存儲驅替介質，并起緩沖作用。

5．模型

巖心夾持器

適用巖心規格：φ25×25-100mm ,工作壓力：80MPa，材質：316L

6．調壓閥

高壓調壓閥，進口壓力：6000psi,出口壓力0-2500psi。

低壓調壓閥，進口壓力：3500psi,出口壓力0-600psi。

7．環壓跟蹤泵

在系統驅替過程中，隨著驅替流體的注入，巖心進口壓力不斷升高，為了使驅替流體通過巖心， 阻止驅替流體沿壁的滲流，通過環壓跟蹤泵跟蹤巖心進口壓力，保持凈圍壓恒定。

工作壓力：80MPa

8．回壓控制系統

用于控制巖心出口壓力，模擬地層孔隙壓力。

回壓泵：工作壓力80MPa

回壓緩沖容器：ZR-2型，1000mL、80MPa

回壓閥：頂部加載式，80MPa

9．加熱套

工作溫度：180℃±1℃

采用PID調節控溫技術，溫度均勻，控溫精度高。

10．閥門、管線、管件及流程

采用DW3內卡套式高壓閥門及管件，耐壓100MPa，材質： 316L

11．計量系統

壓力計量：用壓力變送器測量壓力，為保證測量精度，每個測壓點選用三個不同量程的壓力變送器，并可自動切換，量程分別為：1MPa 10MPa 80MPa

所有壓力采用WP-C801-20-12-P壓力數顯表顯示，也可通過數顯表上的RS232口由計算機采集。

回壓壓力變送器：80MPa

孔隙度測量壓力變送器：1Mpa

溫度計量：采用pt100測溫探頭，XMT-7512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

天平型號：BS2202S，量程2200g，精度0.01g

計算機自動采集計算流量值

含水飽和度： 采用壓差法測量巖心排出水體積。

12.氣體體流量計量：用于氣體滲透率測量，量程10sccm,500sccm,3000sccm。

13.波速測量：采用智能超聲縱橫波自動測定儀測量縱橫波波速。

14．壓力自動識別切換系統

為保證壓力測量精度，系統采用高、中、低不同量程傳感器，分別安裝在流程里，提供自動切換。

15．數據采集系統

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI，PCI8360數據采集板適時采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等。

16．自動控制系統

計算機可對下列外部設備進行控制

⑴ 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；

⑵ 溫度：通過溫控儀上的RS232接口，可由計算機設定控制恒溫箱加熱溫度；

⑶ 環壓跟蹤：計算機通過PCI8360端子板自動控制環壓泵及電磁閥的開關，維持驅替壓力與環壓的壓差；

〔4〕壓力傳感器量程自動切換控制；

采集、測控系統框圖

17．應用軟件與數據處理

軟件在windows7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，環壓泵的自動跟蹤，壓力換向閥的換向等。

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：聯想4600，19’’液晶顯示

打印機：HP1020

五、主要技術特征

1．裝置采用模塊化設計，可根據不同試驗要求進行組合；

2．能模擬地層條件下進行高溫高壓驅替試驗；

3．關鍵部件采用進口件，提高測試的可靠性、精確性；

4．實現計算機自動化控制、采集、處理；

5．環壓跟蹤注入壓力，保持恒定壓差；

6．壓力變送器量程自動切換；

7．儀器的結構合理、外型美觀大方、操作方便、經久耐用；

8．選購件齊全，可根據不同試驗要需要，選購我廠不同規格的模型，使儀器廣泛應用于各種試驗研究領域。

9．采用316L材料，耐腐蝕；

六、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，設計時充分考慮了其安全性，可操作性

1． 壓力極限保護

驅替泵、環壓泵都設計極限保護壓力，當泵壓達到極限保護壓力時自動停泵保護。

在流程中關鍵部位設計安全閥，在電子保護失效時可打開保護，起雙重保護作用。

2． 溫度極限保護

恒溫箱設計極限保護溫度，當恒溫箱內溫度達到極限保護溫度時，儀器自動切斷電源。

3． 漏電保護

儀器發生漏電時會自動切斷電源保護。

廠家提醒操作者注意如下要點：

* 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。

* 儀器各部保證有良好的接地。

* 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。

* 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。

* 系統在高溫操作時，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

特別注意：加溫時，由于液體受熱膨脹，壓力升高，時刻注意容器內液體壓力，以防壓力太高，超過容器使用壓力。