岩心夹持器的恒温系统及其实验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种岩心夹持器的恒温系统及其实验方法，该恒温系统包括：包含流体腔室的岩心夹持器；恒压泵，与岩心夹持器的流体腔室的进口连接，用于对岩心夹持器加压；冷却装置，其入口与岩心夹持器的流体腔室的出口连接，且并列连接有切换管路；冷却装置工作时对岩心夹持器进行冷却；冷却装置离线时，岩心夹持器的流体腔室与切换管路连通；加热装置，其入口与冷却装置的出口及切换管路连通，加热装置通过切换管路对岩心夹持器加热；和循环泵，连接在加热装置的出口与岩心夹持器的入口之间，以形成整个流体循环回路。该恒温系统能更方便地与其它设备组合使用、能提高实验效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气田开发领域使用的实验装置，具体涉及一种岩心夹持器的恒温系统及其实验方法。
技术介绍
现有的岩心夹持器通常是依靠空气恒温浴或者电加热套来实现恒温。采用空气恒温浴实现恒温需要配备一个烘箱，然后将岩心夹持器及相关装置放入烘箱中来维持恒温。采用电加热套实现恒温是在岩心夹持器外裹上一层由石棉网和电阻丝制成的加热套，通过电阻丝发热产生的热量对其中的岩心夹持器进行加热来实现恒温。在油气田开发试验中，核磁共振、CT扫描等无损检测技术的应用越来越普遍。这些新技术能够进行流体识别、定量检测、甚至提供三维图像。对分析多孔介质中流体的赋存状态、研究渗流规律起到了非常重要的作用。但是，这些新型检测设备对样品及环境要求很高，例如：核磁共振设备受磁场强度限制，检测区域直径通常不超过30cm，且铁磁性物质会严重影响其检测精度。另外，设备本身由于包含永磁铁，也不能够在高温环境下工作。还有，CT扫描设备体积庞大，X射线的穿透能力也有限，无法对大尺寸样品进行高精度检测。因此，利用烘箱或者电加热套来维持恒温的岩心夹持器，不方便与CT扫描等新型设备组合使用。目前采用核磁共振和CT扫描对岩心进行检测普遍采用的方式是在驱替实验前和实验后对样品进行检测，或者在实验过程中暂停实验取出样品进行检测。但后一种方式中，样品一旦取出，由于压力和温度发生显著地变化，其中的流体状态也会发生极大改变，无法获得准确的实验结果。现有设备不能够连续检测整个驱替过程这一限制，同时也造成许多重要的信息的缺失，制约了对微观渗流规律的探索。现有的岩心夹持器恒温技术存在的另一个问题是无论夹持器升温还是降温，升温或降温都是由外向内进行，通常需要几个小时才能使夹持器内部达到恒温。影响了实验效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是，提供一种能更方便地与其它设备组合使用、能提高实验效率的岩心夹持器的恒温系统。针对该问题的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的岩心夹持器的恒温系统，包括：包含流体腔室的岩心夹持器；恒压泵，与岩心夹持器的流体腔室的进口连接，用于对岩心夹持器加压；冷却装置，其入口与岩心夹持器的流体腔室的出口连接，且并列连接有切换管路；冷却装置工作时对岩心夹持器进行冷却；冷却装置离线时，岩心夹持器的流体腔室与切换管路连通；加热装置，其入口与冷却装置的出口及切换管路连通，加热装置通过切换管路对岩心夹持器加热；和循环泵，连接在加热装置的出口与岩心夹持器的入口之间，以形成整个流体循环回路。与现有技术相比，本专利技术的岩心夹持器的恒温系统具有以下优点。该岩心夹持器的恒温系统通过采用流体循环回路内的流体进行加热或冷却的方式，通过将流体循环回路的流体循环地注入岩心夹持器内的流体腔室。因此，能使岩心夹持器在较短的时间内达到需要的温度，从而减少了岩心夹持器达到恒温需要的等待时间，能提高实验效率。另外，由于是通过在岩心夹持器内的循环流体来实现加热或冷却，与核磁共振、CT扫描等其它新型设备组合使用时，该恒温系统对其它设备的影响很小，因此能更方便地与其它设备组合使用。在一个实施例中，所述加热装置包括壳体和设在壳体内的列管式排列的加热管，列管式排列的加热管间分布有电阻丝，且在电阻丝与加热管之间的间隙处填充有用于导热的导热材料。需要升温时，开启控制电源对电阻丝进行加热，电阻丝产生的热量经导热材料传递给加热管，从而对加热管内的流体加热。该加热装置加热效率高，能在较短的时间内达到需要的温度。在一个优选的实施例中，所述加热管的入口设有在温度达到设定值时使电阻丝断电的温度传感器。通过温度传感器检测加热管的出口的温度，当温度达到需要温度或设定温度时，温度传感器将温度信息传递给控制机构，控制机构断开与电阻丝连接的电源开关。该温度传感器能方便地控制流体循环回路的流体的温度，更好地实现恒温的目的。在一个实施例中，所述冷却装置包括：冷却管，入口与岩心夹持器连接，出口与加热装置连接；散热片，与冷却管连接，用于对冷却管散热；和风机，对应冷却管的位置设置，用于对散热片和冷却管散热。通过散热片和风机能更快速地实现流体循环回路的流体冷却。在一个优选的实施例中，所述冷却管为列管式排列的导管，所述散热片分布在列管式排列的导管的间隙处。该列管式排列的导管除导管的进口和出口外，中间均为首尾相接的结构。列管式排列的导管之间留有间隙，散热片分布在间隙处，增大散热面积，起到更好地散热的作用。在一个实施例中，所述循环泵包括：泵体；叶轮，设在泵体内；磁联动转盘，其包括两部分，一部分设在泵体内，另一部分设在泵体外，磁联动转盘与泵体之间经轴承连接；和电机，其通过磁联动转盘与叶轮连接。该循环泵通过电机带动叶轮转动，加速流体循环回路中的流体的流动速度。从而减少该恒温系统达到恒温的需要的时间，提高实验速度。在一个优选的实施例中，包括切换管路在内的流体循环回路的连接管路均为导管外设有保温套的保温导管。本专利技术还涉及一种采用上述的恒温系统进行实验的方法，其包括以下步骤：开启恒压泵以使流体循环回路达到实验压力，使冷却装置离线；启动循环泵和加热装置对流体循环回路的流体进行加热到实验温度，待压力稳定后保持恒温，然后进行实验；实验结束后，关闭加热装置，开启冷却装置进行降温；待降至室温后，关闭循环泵，并关闭恒压泵以对流体循环回路卸压。通过以上步骤，能在实验过程中，快速地达到需要的实验压力和实验温度，提高实验效率。在一个优选的实施例中，在启动恒压泵前先向流体循环回路内注入一部分流体，在关闭恒压泵后释放一部分液体进行卸压。达到快速升压和快速卸压的目的，提高实验效率。附图说明图1所示是本专利技术的岩心夹持器的恒温系统的一种具体实施例。图2所示是图1中的岩心夹持器的一种具体结构的示意图。图3所示是图1中的冷却装置及与其连接的结构的示意图。图4所示是图1中的加热装置的一种具体结构的示意图。图5所示是图1中的循环泵的一种具体结构的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示为本专利技术的岩心夹持器的恒温系统的一种具体实施例。在该实施例中，该恒温系统包括岩心夹持器1、冷却装置3、加热装置5、循环泵6和恒压泵7。其中，岩心夹持器1包括流体腔室、进口1.1和出口1.2，如图2所示。在图1示出的实施例中，进口1.1经三通阀8与恒压泵7和循环泵6连接。出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩心夹持器的恒温系统，包括：包含流体腔室的岩心夹持器；恒压泵，与岩心夹持器的流体腔室的进口连接，用于对岩心夹持器加压；冷却装置，其入口与岩心夹持器的流体腔室的出口连接，且并列连接有切换管路；冷却装置工作时对岩心夹持器进行冷却；冷却装置离线时，岩心夹持器的流体腔室与切换管路连通；加热装置，其入口与冷却装置的出口及切换管路连通；加热装置通过切换管路对岩心夹持器加热；和循环泵，连接在加热装置的出口与岩心夹持器的入口之间，以形成整个流体循环回路。

【技术特征摘要】
1.一种岩心夹持器的恒温系统，包括：
包含流体腔室的岩心夹持器；
恒压泵，与岩心夹持器的流体腔室的进口连接，用于对岩心夹持器加压；
冷却装置，其入口与岩心夹持器的流体腔室的出口连接，且并列连接有切换
管路；冷却装置工作时对岩心夹持器进行冷却；冷却装置离线时，岩心夹持器的
流体腔室与切换管路连通；
加热装置，其入口与冷却装置的出口及切换管路连通；加热装置通过切换管
路对岩心夹持器加热；和
循环泵，连接在加热装置的出口与岩心夹持器的入口之间，以形成整个流体
循环回路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加热装置包括壳体和设
在壳体内的列管式排列的加热管，列管式排列的加热管间分布有电阻丝，且在电
阻丝与加热管之间的间隙处填充有用于导热的导热材料。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加热管的入口设有在温
度达到设定值时使电阻丝断电的温度传感器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的系统，其特征在于，所述冷却装置包
括：
冷却管，入口与岩心夹持器连接，出口与加热装置连接；
散热片，与冷却管连接，用于对冷却管散热；和
风机，对应冷却管的位置设置，用于对散热片和冷却管...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇，吕成远，伦增珉，王锐，潘伟义，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11