一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括順次連接的注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述模型系統(tǒng)包括安裝架和安裝在安裝架上的模型本體，所述注入系統(tǒng)包括分別與所述模擬液注入單元和多元熱流體注入單元，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集板、氣體質(zhì)量流量控制器、溫度傳感器和壓力傳感器、和高壓可視視窗相對(duì)應(yīng)的攝像裝置、和模型本體相連通的產(chǎn)出液自動(dòng)計(jì)量天平；所述多元熱流體注入單元包括順次連接的多元熱流體氣源、氣體增壓裝置、高壓貯罐、氣體流量控制器，最后連通到所述模擬豎直井中。該實(shí)驗(yàn)裝置能夠模擬開(kāi)展對(duì)于特定油藏采用上述開(kāi)發(fā)方式的室內(nèi)模擬與優(yōu)化研究對(duì)開(kāi)采效果影響的研究。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田儲(chǔ)量的遞減，稠油逐漸成為一種未來(lái)重要的能量補(bǔ)充。世界上稠油資源極其豐富，約占石油資源的60%，稠油具有粘度高、密度大、流動(dòng)難等特點(diǎn)，稠油油藏開(kāi)采過(guò)程中大多石油熱采降粘以增加流動(dòng)性的方法。SAGD技術(shù)是開(kāi)采稠油的一種有效開(kāi)發(fā)方式，其機(jī)理是在注汽井中注入高干度蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及側(cè)面擴(kuò)展與油層中的原油發(fā)生熱交換，被加熱的原油降低粘度和蒸汽冷凝水在重力作用下向下流動(dòng)從模擬水平井中流出。
[0003]為了使得在更好的輔助稠油的采集工作，需要采用實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)不同地區(qū)的稠油采集進(jìn)行模擬。由于二維模型比一維模型驅(qū)替可獲得更多實(shí)驗(yàn)信息，更加接近油田真實(shí)過(guò)程，操作又比三維模型省時(shí)，研究周期較短，所以目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用很廣泛。常規(guī)的二維平面物理模型用來(lái)模擬流體的平面流動(dòng)狀態(tài)及流體壓力的分布，不能直觀的對(duì)驅(qū)油過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，如Vapex技術(shù)中蒸汽及溶劑擴(kuò)散、高溫泡沫驅(qū)過(guò)程中泡沫的形成、運(yùn)移及擴(kuò)散等現(xiàn)象，很難對(duì)模型內(nèi)流體狀態(tài)和分布進(jìn)行描述，因而無(wú)法為數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供依據(jù)，不能對(duì)各種驅(qū)替過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行研究。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠模擬開(kāi)展對(duì)于特定油藏采用上述開(kāi)發(fā)方式的室內(nèi)模擬與優(yōu)化研究、可開(kāi)展在上述不同開(kāi)發(fā)方式下油藏地質(zhì)參數(shù)(包括油層滲透率、含油飽和度、孔隙度、油粘度、油層非均質(zhì)性等)對(duì)開(kāi)采效果影響的研究。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括順次連接的注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述模型系統(tǒng)包括安裝架和安裝在安裝架上的模型本體，所述注入系統(tǒng)包括分別與所述模型本體相連接的模擬液注入單元和多元熱流體注入單元，所述模擬液注入單元包括恒溫恒壓栗，所述恒溫恒壓栗分別通過(guò)稠油活塞容器、地層水活塞容器、化學(xué)劑活塞容器、蒸汽發(fā)生器連接到模型本體中，所述模型本體可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在安裝架上，所述模型本體包括模型承壓上蓋和模型承壓下蓋，所述模型承壓上蓋和模型承壓下蓋圍合成模擬水平井，所述模型承壓上蓋和模型承壓下蓋之間還設(shè)置有模型外框體，所述模型外框體上設(shè)置有模型內(nèi)框體，所述模型內(nèi)框體上設(shè)置有下襯板，所述模型本體上還設(shè)置有多個(gè)模擬豎直井，所述模擬豎直井和模擬水平井相連通，所述模擬水平井上密封連接有內(nèi)視窗，所述內(nèi)視窗通過(guò)內(nèi)視窗壓板固定進(jìn)行固定，所述內(nèi)視窗壓板還設(shè)置有模腔上堵頭，所述模型承壓上蓋和模腔上堵頭貫通設(shè)有若干連通孔，所述連通孔中設(shè)置有高壓可視視窗，所述模型本體外部包覆設(shè)置有伴熱保溫套， 所述伴熱保溫套上還設(shè)置有電熱管;所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集板、氣體質(zhì)量流量控制器、設(shè)置于模擬內(nèi)框體中的溫度傳感器和壓力傳感器、和高壓可視視窗相對(duì)應(yīng)的攝像裝置、和模型本體相連通的產(chǎn)出液自動(dòng)計(jì)量天平;所述多元熱流體注入單元包括順次連接的多元熱流體氣源、氣體增壓裝置、高壓貯罐、氣體流量控制器，最后連通到所述模擬豎直井中。
[0007]進(jìn)一步的，所述模型系統(tǒng)連接在支撐架上，所述支撐架底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。
[0008]進(jìn)一步的，所述模型本體兩側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述安裝架之間。
[0009]進(jìn)一步的，所述支撐架兩側(cè)設(shè)置有支撐座，所述安裝架為弧形架體，所述安裝架為固定連接的兩弧形環(huán)，所述兩弧形環(huán)通過(guò)若干連接桿進(jìn)行連接，所述架體連接在一支撐架上，所述支撐架底部設(shè)置有萬(wàn)向輪，所述弧形環(huán)其中一側(cè)還設(shè)置有齒輪段，所述支撐架上還設(shè)置有和齒輪段相匹配的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述支撐座上設(shè)置有用以支撐弧形環(huán)的支撐軸承，所述支撐架上還設(shè)置有限位弧形環(huán)的限位板，所述限位板頂部連接有一輥輪，所述輥輪和弧形環(huán)上表面相接觸。
[0010]進(jìn)一步的，所述弧形架體和模型本體的旋轉(zhuǎn)軸相連的其中一側(cè)設(shè)置有傳動(dòng)箱，所述和傳動(dòng)箱相連接的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有蝸輪，所述蝸輪和一轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)相連接。
[0011]進(jìn)一步的，還包括和模型系統(tǒng)相連接的回壓控制裝置，所述回壓控制裝置包括回壓閥，所述回壓閥和一回壓栗相連接，所述回壓控制裝置上還連接有壓力傳感器。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:該實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠模擬開(kāi)展對(duì)于特定油藏采用上述開(kāi)發(fā)方式的室內(nèi)模擬與優(yōu)化研究、可開(kāi)展在上述不同開(kāi)發(fā)方式下油藏地質(zhì)參數(shù)(包括油層滲透率、含油飽和度、孔隙度、油粘度、油層非均質(zhì)性等)對(duì)開(kāi)采效果影響的研究?！靖綀D說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(其中模型系統(tǒng)只繪制了模型本體)；圖2為模型本體的剖面圖。【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]參見(jiàn)圖1到圖2所示的一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括順次連接的注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述模型系統(tǒng)包括安裝架1和安裝在安裝架1上的模型本體2，所述注入系統(tǒng)包括分別與所述模型本體2相連接的模擬液注入單元和多元熱流體注入單元，所述模擬液注入單元包括恒溫恒壓栗17，所述恒溫恒壓栗17分別通過(guò)稠油活塞容器18，地層水活塞容器19，化學(xué)劑活塞容器20，蒸汽發(fā)生器21連接到模型本體中，所述模型本體2可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在安裝架I上，所述模型本體2包括模型承壓上蓋3和模型承壓下蓋4，所述模型承壓上蓋3和模型承壓下蓋4圍合成模擬水平井5，所述模型承壓上蓋3和模型承壓下蓋4之間還設(shè)置有模型外框體6，所述模型外框體6上設(shè)置有模型內(nèi)框體7，所述模型內(nèi)框體7上設(shè)置有下襯板8，所述模型本體2上還設(shè)置有多個(gè)模擬豎直井9，所述模擬豎直井9和模擬水平井5相連通，所述模擬水平井5上密封連接有內(nèi)視窗10，所述內(nèi)視窗10通過(guò)內(nèi)視窗壓板11固定進(jìn)行固定，所述內(nèi)視窗壓板11上還設(shè)置有模腔上堵頭12，所述內(nèi)視窗10和所述模腔上堵頭12之間具有一空間，所述模型承壓上蓋3和模腔上堵頭12貫通設(shè)有若干連通孔13，所述連通孔13中設(shè)置有高壓可視視窗14，所述模型本體2外部包覆設(shè)置有伴熱保溫套15，所述伴熱保溫套15上還設(shè)置有電熱管16;所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集板(未圖示，和計(jì)算機(jī)相連接)、設(shè)置于模擬內(nèi)框體中的溫度傳感器和壓力傳感器、和高壓可視視窗相對(duì)應(yīng)的攝像裝置21，和模型本體相連通的多組產(chǎn)出液自動(dòng)計(jì)量天平22;所述多元熱流體注入單元包括順次連接的多元熱流體氣源23、氣體增壓裝置24、高壓貯罐25、氣體流量控制器26，最后連通到所述模擬豎直井9中。
[0017]本發(fā)明在模型模擬水平井和模擬豎直井上布置多只溫度傳感器和壓力傳感器，可以實(shí)時(shí)采集模型的壓力及溫度;所有溫度傳感器及壓力傳感器均通過(guò)數(shù)字采集板實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)通信;模型的內(nèi)視窗上方的空間填充有高壓氣體(該空間可以充入高壓氣體，高壓氣體可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束的時(shí)候卸掉，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候再進(jìn)行填充)，使得在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候內(nèi)視窗兩側(cè)的壓力保持平衡，內(nèi)視窗不會(huì)出現(xiàn)破碎，內(nèi)視窗10通過(guò)內(nèi)視窗密封圈密封27在模擬水平井上方；同時(shí)，本發(fā)明的模型承壓上蓋設(shè)計(jì)有多組高壓視窗14，通過(guò)這種配合解決了二維可視模型不耐高壓的難題;本發(fā)明通過(guò)模擬高溫高壓條件，同時(shí)通過(guò)外置高清攝像頭記錄并觀察模型內(nèi)部實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，所述產(chǎn)出液自動(dòng)計(jì)量天平分別有氣液分離計(jì)量以及油水收集計(jì)量裝置，所以該實(shí)驗(yàn)裝置能夠模擬垂直井和水平井井網(wǎng)下蒸汽驅(qū)二維蒸汽腔的發(fā)育過(guò)程，模擬井底壓力變化過(guò)程以及產(chǎn)量動(dòng)態(tài)過(guò)程，且模擬結(jié)果能夠很好的反映實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，同時(shí)由于設(shè)置有高壓視窗和內(nèi)視窗，所以能夠直觀的觀察油液流動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)攝像頭的時(shí)候，可以將實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄下來(lái)，方便后期進(jìn)行分析，對(duì)各種驅(qū)替過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行研究。
[0018]本發(fā)明的模擬液注入單元包括恒溫恒壓栗17，所述恒溫恒壓栗17分別通過(guò)稠油活塞容器18、地層水活塞容器19、化學(xué)劑活塞容器20、蒸汽發(fā)生器21連接到模型本體上的的模擬豎直井9以及模擬水平井5之中，用于模型現(xiàn)場(chǎng)的注入井和產(chǎn)出井;所述恒速恒壓栗17可以有多個(gè)，所述恒速恒壓栗分別連接有注水罐28，所述稠油活塞容器18設(shè)計(jì)有加熱及保溫裝置，確保加熱至一定溫度，從而降低稠油粘度;所述活塞容器均設(shè)計(jì)為兩兩配合使用，且每套活塞容器均設(shè)計(jì)有補(bǔ)液容器，可通過(guò)自動(dòng)控制切換，實(shí)現(xiàn)一只工作的同時(shí)，另一只進(jìn)行補(bǔ)液，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷注入，所述多元熱流體注入單元包括氣體增壓裝置24、高壓貯罐25、氣體流量控制器26，所述氣體增壓裝置24用于將多元熱流體增壓至實(shí)驗(yàn)所需壓力，氣體增壓裝置24的出口端接有氣體調(diào)壓裝置29，可將氣體控制在一定壓力范圍內(nèi)輸出，氣體調(diào)壓裝置后端接有氣體流量控制器26，可以控制在氣體在一定流量輸出，該流量控制器可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0019]本發(fā)明在具體進(jìn)行模擬的時(shí)候，具體的實(shí)驗(yàn)步驟如下(在本實(shí)施例中，活塞容器加熱溫度為50°C，蒸汽注入流量為水最高當(dāng)量5ml/min。):一、飽和地層水過(guò)程:1.將實(shí)驗(yàn)所需的地層水分別加入地層水活塞容器19中，并將該活塞容器裝配好，并檢查前管路連接情況；2.啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件，新建操作界面；3.在操作軟件上點(diǎn)擊打開(kāi)地層水活塞容器，接好自動(dòng)計(jì)量天平，啟動(dòng)恒速恒壓栗，設(shè)定為恒速工作模式，流量為5ml/min，使預(yù)裝有地層水的高壓活塞容器3中的地層水以定流量 5ml/min注入到模型本體中，模型伴熱保溫套的加熱溫度恒定在80°C，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算機(jī)保持開(kāi)啟記錄狀態(tài)，直到飽和地層水過(guò)程結(jié)束；4.關(guān)閉恒速恒壓栗，關(guān)閉地層水活塞容器進(jìn)出口端閥門(mén)、注入端閥門(mén)以及產(chǎn)出端，關(guān)閉溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元;整理產(chǎn)出計(jì)量裝置產(chǎn)液數(shù)據(jù)，計(jì)算飽和水體積、 模型孔隙度。
[0020]二、飽和稠油過(guò)程:1.啟動(dòng)稠油活塞容器的加熱，并設(shè)定加熱溫度恒定在50°C ;2.啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件，新建操作界面；3.在操作軟件上點(diǎn)擊打開(kāi)稠油活塞容器，接好自動(dòng)計(jì)量天平，啟動(dòng)恒速恒壓栗，設(shè)定為恒速工作模式，流量為lml/min，使預(yù)裝有稠油的高壓活塞容器中的加熱后的稠油，以定流量lml/min注入到模型本體中，模型伴熱保溫套的加熱溫度恒定在80°C，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算機(jī)保持開(kāi)啟記錄狀態(tài)，直到飽和稠油過(guò)程結(jié)束；4.關(guān)閉恒速恒壓栗，關(guān)閉稠油活塞容器進(jìn)出口端閥門(mén)、注入端閥門(mén)以及產(chǎn)出端，關(guān)閉溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元;整理產(chǎn)出計(jì)量裝置產(chǎn)液數(shù)據(jù)，計(jì)算飽和油體積、含油飽和度。[〇〇21]三、蒸汽驅(qū)替過(guò)程:1.啟動(dòng)蒸汽發(fā)生器電源，設(shè)定增壓發(fā)生器加熱溫度425°C，并恒溫控制。[〇〇22]2.啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，打開(kāi)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件，新建操作界面；3.在操作軟件上點(diǎn)擊打開(kāi)蒸汽發(fā)生器，接好自動(dòng)計(jì)量天平，啟動(dòng)恒速恒壓栗，設(shè)定為恒速工作模式，流量為2ml/min，使蒸餾水進(jìn)入蒸汽發(fā)生裝置3產(chǎn)生425 °C的蒸汽并以當(dāng)量水流量2ml/min注入到模型本體中，模型伴熱保溫套的加熱溫度恒定在80°C，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元、計(jì)算機(jī)保持開(kāi)啟記錄狀態(tài)，直到蒸汽驅(qū)替過(guò)程結(jié)束；4.關(guān)閉恒速恒壓栗，關(guān)閉地層水活塞容器進(jìn)出口端閥門(mén)、注入端閥門(mén)以及產(chǎn)出端，關(guān)閉溫度數(shù)據(jù)采集單元、壓力數(shù)據(jù)采集單元;整理產(chǎn)出計(jì)量裝置產(chǎn)液數(shù)據(jù)，整理產(chǎn)出計(jì)量裝置產(chǎn)液數(shù)據(jù)，計(jì)算產(chǎn)油量、產(chǎn)水量。[〇〇23]進(jìn)一步的，所述模型系統(tǒng)連接在支撐架30上，所述支撐架底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。由于模型系統(tǒng)是連接在支撐架30上的，也就是說(shuō)，模型系統(tǒng)可以進(jìn)行移動(dòng)，使用更加方便。
[0024]進(jìn)一步的，所述模型本體兩側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸32,所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述安裝架之間。也就是說(shuō)，模型本體是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在安裝架之間的，所以模型本體是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，這種方式可以模擬不同的地層情況。
[0025]進(jìn)一步的，所述支撐架兩側(cè)設(shè)置有支撐座32,所述安裝架為弧形架體，所述安裝架為固定連接的兩弧形環(huán)33，所述兩弧形環(huán)33通過(guò)若干連接桿34進(jìn)行連接，所述弧形環(huán)33其中一側(cè)還設(shè)置有齒輪段，所述支撐架上還設(shè)置有和齒輪段相匹配的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述支撐座32上設(shè)置有用以支撐弧形環(huán)的支撐軸承33，所述支撐架上還設(shè)置有限位弧形環(huán)的限位板34，所述限位板34頂部連接有一輥輪35，所述輥輪35和弧形環(huán)上表面相接觸。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的驅(qū)動(dòng)齒輪35將通過(guò)齒輪段驅(qū)動(dòng)弧形環(huán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)模型本體發(fā)生角度的偏轉(zhuǎn)，所以在模型本體可以轉(zhuǎn)動(dòng)和偏轉(zhuǎn)的情況下，可以模擬各種各樣的環(huán)境。
[0026]進(jìn)一步的，所述弧形架體和模型本體的旋轉(zhuǎn)軸相連的其中一側(cè)設(shè)置有傳動(dòng)箱36，所述和傳動(dòng)箱相連接的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有蝸輪37，所述傳動(dòng)箱中還設(shè)置有電機(jī)相連接的蝸桿38。通過(guò)蝸輪蝸桿，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿38進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，可以帶動(dòng)模型本體進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到合適的角度的時(shí)候，停止轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿。當(dāng)然，由于蝸輪蝸桿具有自鎖性，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿，所以可以在蝸桿上連接一轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)，通過(guò)操作者手動(dòng)控制。
[0027]進(jìn)一步的，還包括和模型系統(tǒng)相連接的回壓控制裝置，所述回壓控制裝置包括回壓閥39，所述回壓閥和一回壓栗40相連接，所述回壓控制裝置上還連接有壓力傳感器41。該回壓控制裝置連接在產(chǎn)出液自動(dòng)計(jì)量天平22和模型本體2之間，在為了進(jìn)一步增加本發(fā)明的穩(wěn)定性，模型系統(tǒng)上還連接有回壓控制系統(tǒng)，當(dāng)模型系統(tǒng)的壓力超過(guò)一定限度后，回壓閥開(kāi)啟，將壓力進(jìn)行卸載，保持該實(shí)驗(yàn)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0028]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
1、通過(guò)恒速恒壓栗，以定流量、定壓向模型本體中注入地層水、稠油、高溫蒸汽，能夠很好的模擬油層原始狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)注入過(guò)程；
2、模擬井可同時(shí)模擬水平井以及模擬垂直井，并模擬不同蒸汽溫度、蒸汽干度、不同蒸汽注入速度、不同蒸汽注入壓力下的蒸汽驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可進(jìn)行蒸汽吞吐實(shí)驗(yàn)、多元熱流體吞吐實(shí)驗(yàn)；
3、壓力傳感器采集到壓力數(shù)據(jù)后，實(shí)時(shí)地在計(jì)算機(jī)上繪制注汽注采井的壓力曲線(xiàn);溫度傳感器采集到溫度數(shù)據(jù)后，實(shí)時(shí)地在計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件插值繪制出模型本體內(nèi)的二維溫度場(chǎng)圖；
4、通過(guò)量產(chǎn)出計(jì)量裝置的產(chǎn)出液量，結(jié)合生產(chǎn)時(shí)間，可計(jì)算累計(jì)產(chǎn)油量、累計(jì)產(chǎn)水量、采出程度、產(chǎn)油速度、產(chǎn)液速度、含水率等動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程；
5、整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，自動(dòng)記錄溫度和壓力數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程具有很高的相似性。
[0029]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括順次連接的注入系 統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，所述模型系統(tǒng)包括安裝架和安裝在安裝架上的模型本 體，所述注入系統(tǒng)包括分別與所述模型本體相連接的模擬液注入單元和多元熱流體注入單 元，所述模擬液注入單元包括恒溫恒壓栗，所述恒溫恒壓栗分別通過(guò)稠油活塞容器、地層水 活塞容器、化學(xué)劑活塞容器、蒸汽發(fā)生器連接到模型本體中，所述模型本體可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置在 安裝架上，所述模型本體包括模型承壓上蓋和模型承壓下蓋，所述模型承壓上蓋和模型承 壓下蓋圍合成模擬水平井，所述模型承壓上蓋和模型承壓下蓋之間還設(shè)置有模型外框體， 所述模型外框體上設(shè)置有模型內(nèi)框體，所述模型內(nèi)框體上設(shè)置有下襯板，所述模型本體上 還設(shè)置有多個(gè)模擬豎直井，所述模擬豎直井和模擬水平井相連通，所述模擬水平井上密封 連接有內(nèi)視窗，所述內(nèi)視窗通過(guò)內(nèi)視窗壓板固定進(jìn)行固定，所述內(nèi)視窗壓板還設(shè)置有模腔 上堵頭，所述模型承壓上蓋和模腔上堵頭貫通設(shè)有若干連通孔，所述連通孔中設(shè)置有高壓 可視視窗，所述模型本體外部包覆設(shè)置有伴熱保溫套，所述伴熱保溫套上還設(shè)置有電熱管； 所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集板、氣體質(zhì)量流量控制器、設(shè)置于模擬內(nèi)框體中的溫 度傳感器和壓力傳感器、和高壓可視視窗相對(duì)應(yīng)的攝像裝置、和模型本體相連通的產(chǎn)出液 自動(dòng)計(jì)量天平;所述多元熱流體注入單元包括順次連接的多元熱流體氣源、氣體增壓裝置、 高壓貯罐、氣體流量控制器，最后連通到所述模擬豎直井中。2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述模 型系統(tǒng)連接在支撐架上，所述支撐架底部設(shè)置有萬(wàn)向輪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述模 型本體兩側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述安裝架之間。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述支 撐架兩側(cè)設(shè)置有支撐座，所述安裝架為弧形架體，所述安裝架為固定連接的兩弧形環(huán)，所述 兩弧形環(huán)通過(guò)若干連接桿進(jìn)行連接，所述架體連接在一支撐架上，所述支撐架底部設(shè)置有 萬(wàn)向輪，所述弧形環(huán)其中一側(cè)還設(shè)置有齒輪段，所述支撐架上還設(shè)置有和齒輪段相匹配的 驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述支撐座上設(shè)置有用以支撐弧形環(huán)的支撐軸承，所述支撐架上還設(shè)置有限位 弧形環(huán)的限位板，所述限位板頂部連接有一輥輪，所述輥輪和弧形環(huán)上表面相接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述弧 形架體和模型本體的旋轉(zhuǎn)軸相連的其中一側(cè)設(shè)置有傳動(dòng)箱，所述和傳動(dòng)箱相連接的旋轉(zhuǎn)軸 上設(shè)置有蝸輪，所述傳動(dòng)箱中還設(shè)置有電機(jī)相連接的蝸桿。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的稠油熱采可視化二維物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，還包括和模型系統(tǒng) 相連接的回壓控制裝置，所述回壓控制裝置包括回壓閥，所述回壓閥和一回壓栗相連接，所 述回壓控制裝置上還連接有壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】E21B47/002GK105952438SQ201610437550
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】向祖平, 戚志林, 嚴(yán)文德, 黃小亮, 肖前華, 袁迎中, 雷登生, 于海波, 李繼強(qiáng)
【申請(qǐng)人】重慶科技學(xué)院, 江蘇華安科研儀器有限公司