專利名稱：卡瓦式超高溫巖心夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試驗(yàn)、檢測(cè)工具，具體是一種用于石油行業(yè)室內(nèi)熱采模擬實(shí)驗(yàn)流程中的巖心夾持器，尤其適合于模擬溫度大于350℃的稠油熱采環(huán)境。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)同類儀器中具有代表性的主要是填砂管式夾持器和環(huán)壓封閉式夾持器。填砂管式夾持器是目前石油行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品之一，其材質(zhì)一般為不銹鋼或金屬合金可耐高溫300℃以上。填砂管式夾持器主要由密封圈、填砂管、端面堵頭三部分組成。使用時(shí)，先把一端封閉，再裝入石英砂或油砂，通過用不同的力度敲擊填砂管外側(cè)鋼壁來控制填實(shí)程度，從而控制填砂管內(nèi)部砂體的滲透能力。最后再裝上另一端堵頭進(jìn)行密封。其缺點(diǎn)是該類型夾持器不能模擬地層上覆壓力和實(shí)際地層的膠結(jié)程度和孔隙結(jié)構(gòu)情況。環(huán)壓封閉式夾持器也是目前石油行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品之一，其材質(zhì)一般為不銹鋼或聚四氟乙烯。該夾持器主要由密封圈、巖心套筒、環(huán)壓倉、堵頭、外蓋五部分組成。使用時(shí)，把巖心裝入套筒中，再在套筒兩端用堵頭夾緊巖心，然后裝入夾持器中。先扣上一端的外蓋封閉，再給環(huán)壓倉充滿水后扣上另一端的外蓋該類型夾持器可以模擬地層上覆壓力，并且由于使用的是天然成型巖心，可以代表實(shí)際地層的膠結(jié)程度、滲透性和孔隙結(jié)構(gòu)情況。其缺點(diǎn)是由于巖心套筒為橡膠材料，并且密封措施設(shè)計(jì)不足，因此不耐高溫和高壓，使用溫度不能超過120℃。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可長期承受350℃的高溫，壓力可耐50MPa的卡瓦式超高溫巖心夾持器。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是包括筒體、筒體兩端的護(hù)套和裝置在筒體內(nèi)的密封圈、巖心套筒、巖心封頭，筒體與巖心套筒形成環(huán)壓倉，筒體周邊設(shè)有徑向貫通內(nèi)外的通孔，巖心封頭沿軸線預(yù)制有與巖心倉和外部貫通的通孔，其特征是巖心套筒由護(hù)套和銅套套接組成，在護(hù)套的兩端外套有護(hù)套壓帽，兩個(gè)護(hù)套壓帽通過連接螺桿將巖心護(hù)套夾持固定，在巖心護(hù)套內(nèi)的兩端分別向外沿軸線延伸有巖心封頭，巖心封頭外套有內(nèi)壓帽與外部護(hù)套壓帽螺紋連接，在兩端的巖心封頭外還套裝有外堵頭，外堵頭外圍套有外壓帽，外壓帽的外螺紋與筒體螺紋連接配合，在兩端外壓帽外并行設(shè)有并帽，并帽內(nèi)螺紋與外堵頭外螺紋連接配合，在兩個(gè)外堵頭的外側(cè)還套有外密封堵頭，外密封堵頭外螺紋與外堵頭內(nèi)螺紋連接配合。
上述方案還包括筒體與外堵頭的周邊結(jié)合部設(shè)有壓墊和大密封墊，外堵頭與巖心封頭周邊結(jié)合部設(shè)有小密封墊和小密封圈，巖心封頭與護(hù)套周邊結(jié)合部設(shè)有內(nèi)密封墊。外壓帽、并帽、外密封堵頭和內(nèi)壓帽的加力端徑向加工有加力桿插孔。
卡瓦式超高溫巖心夾持器的研制解決了長期以來稠油熱采室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中難以在大于250℃的溫度下使用天然巖心進(jìn)行模擬試驗(yàn)的問題，可長期承受350℃的高溫，壓力可耐50MPa。該夾持器全部采用耐高溫、不燃性、彈性好的密封材料，通過科學(xué)合理的銅套安裝、卡瓦式固定和防竄流外拔式密封方式設(shè)計(jì)保證了在350℃的高溫、50MPa的壓力下設(shè)備能夠長期安全穩(wěn)定地運(yùn)行。


附圖是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，本實(shí)用新型是在現(xiàn)有環(huán)壓封閉式夾持器基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)。筒體6為中空的圓筒體，筒體6上設(shè)置有徑向貫通內(nèi)外的通孔以便與外部管件連接。巖心套筒由護(hù)套10和銅套13套接組成，位于筒體6的中軸線上，筒體6與巖心套筒之間形成環(huán)壓倉。巖心封頭1置于巖心套筒內(nèi)，并沿軸線預(yù)制有與巖心倉和外部貫通的通孔。在護(hù)套10的兩端外套有護(hù)套壓帽9，兩個(gè)護(hù)套壓帽9通過連接螺桿將巖心護(hù)套10夾持固定。在巖心護(hù)套內(nèi)的兩端分別向外沿軸線延伸有巖心封頭1，巖心封頭1外套有內(nèi)壓帽14與外部護(hù)套壓帽9螺紋連接。在兩端的巖心封頭1外還套裝有外堵頭15，外堵頭15外圍套有外壓帽16。外壓帽16的外螺紋與筒體6螺紋連接配合。在兩端外壓帽16外并行設(shè)有并帽17，并帽17內(nèi)螺紋與外堵頭15外螺紋連接配合，在兩個(gè)外堵頭15的外側(cè)還內(nèi)套有外密封堵頭2，外密封堵頭2外螺紋與外堵頭15內(nèi)螺紋連接配合。筒體6與外堵頭15的周邊結(jié)合部設(shè)有壓墊7和大密封墊8，外堵頭15與巖心封頭1周邊結(jié)合部設(shè)有小密封墊(3、5)和小密封圈4，巖心封頭1與護(hù)套10周邊結(jié)合部設(shè)有內(nèi)密封墊12。外壓帽16、并帽17、外密封堵頭2和內(nèi)壓帽14的加力端徑向加工有加力桿插孔，與加力桿插接配合。
改進(jìn)巖心套筒，采用銅套替代橡膠筒，并對(duì)夾持器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，研制出獨(dú)特的卡瓦式固定、防竄流和外拔式密封方法，大大降低了安裝工作量，提高了單次實(shí)驗(yàn)的成功率?？ㄍ呤焦潭ǚ椒ǖ膽?yīng)用保證了巖心和銅套在長期處于超過350℃的高溫、50MPa的壓力環(huán)境中依然能夠保證不被擠壓變形，使得巖心得到完好的保護(hù)?？ㄍ呤焦潭ǚ椒ǖ牧硪粋€(gè)好處是可以在實(shí)驗(yàn)前不加圍壓的情況下對(duì)夾持器提前進(jìn)行試壓、檢漏測(cè)試。由于卡瓦是分體的，因此長短、直徑可以根據(jù)巖心的長短、粗細(xì)進(jìn)行方便地調(diào)整加工。
為保證巖心夾持器在高溫下保持良好的密封性，采用了耐高溫彈性密封圈。以石墨為主要加工材料，并輔以增加彈性性能的添加劑，密封件可長期承受350℃高溫。為提高銅套與巖心、夾持器堵頭之間的密封性，防止流體發(fā)生竄流導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，研制出一種有效地防竄流密封方法，即分別在夾持器堵頭和巖心處套裝耐高溫彈性密封夾層，從而達(dá)到雙重密封的目的。此外還設(shè)計(jì)了靈巧的外拔式密封方法，可以在巖心夾持器外部根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行不同程度的密封性調(diào)節(jié)，這樣即使在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)滲漏，也不必停止實(shí)驗(yàn)、拆開巖心夾持器，只需使用專用工具調(diào)緊密封圈即可?？ㄍ呤匠邷貛r心夾持器的研制解決了長期以來稠油熱采室內(nèi)實(shí)驗(yàn)中難以在大于250℃的溫度下使用天然巖心進(jìn)行模擬試驗(yàn)的問題，可長期承受350℃的高溫，壓力可耐50MPa。
權(quán)利要求1.一種卡瓦式超高溫巖心夾持器，包括筒體、筒體兩端的護(hù)套和裝置在筒體內(nèi)的密封圈、巖心套筒、巖心封頭，筒體與巖心套筒形成環(huán)壓倉，筒體周邊設(shè)有徑向貫通內(nèi)外的通孔，巖心封頭沿軸線預(yù)制有與巖心倉和外部貫通的通孔，其特征是巖心套筒由護(hù)套和銅套套接組成，在護(hù)套的兩端外套有護(hù)套壓帽，兩個(gè)護(hù)套壓帽通過連接螺桿將巖心護(hù)套夾持固定，在巖心護(hù)套內(nèi)的兩端分別向外沿軸線延伸有巖心封頭，巖心封頭外套有內(nèi)壓帽與外部護(hù)套壓帽螺紋連接，在兩端的巖心封頭外還套裝有外堵頭，外堵頭外圍套有外壓帽，外壓帽的外螺紋與筒體內(nèi)螺紋連接配合，在兩端外壓帽外并行設(shè)有并帽，并帽內(nèi)螺紋與外堵頭外螺紋連接配合，在兩個(gè)外堵頭的外側(cè)還套有外密封堵頭，外密封堵頭外螺紋與外堵頭內(nèi)螺紋連接配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡瓦式超高溫巖心夾持器，其特征是筒體與外堵頭的周邊結(jié)合部設(shè)有壓墊和大密封墊，外堵頭與巖心封頭周邊結(jié)合部設(shè)有小密封墊和小密封圈，巖心封頭與護(hù)套周邊結(jié)合部設(shè)有內(nèi)密封墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的卡瓦式超高溫巖心夾持器，其特征是外壓帽、并帽、外密封堵頭和內(nèi)壓帽的加力端徑向加工有加力桿插孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種巖心夾持器。技術(shù)方案是巖心套筒由護(hù)套和銅套套接組成，在護(hù)套的兩端外套有護(hù)套壓帽，兩個(gè)護(hù)套壓帽通過連接螺桿將巖心護(hù)套夾持固定，在巖心護(hù)套內(nèi)的兩端分別向外沿軸線延伸有巖心封頭，巖心封頭外套有內(nèi)壓帽與外部護(hù)套壓帽螺紋連接，在兩端的巖心封頭外還套裝有外堵頭，外堵頭外圍套有外壓帽，外壓帽的外螺紋與筒體螺紋連接配合，在兩端外壓帽外并行設(shè)有并帽，并帽內(nèi)螺紋與外堵頭外螺紋連接配合，在兩個(gè)外堵頭的外側(cè)還套有外密封堵頭，外密封堵頭外螺紋與外堵頭內(nèi)螺紋連接配合。該技術(shù)通過科學(xué)合理的銅套安裝、卡瓦式固定和防竄流外拔式密封方式設(shè)計(jì)保證了在350℃的高溫、50MPa的壓力下設(shè)備能夠長期安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01N1/36GK2932388SQ20062008490
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者劉桂陽, 王健, 房會(huì)春, 孟小海, 李興, 孫志剛, 陳亞寧, 劉偉利, 肖莉, 邰九農(nóng) 申請(qǐng)人:中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院