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巖石聲電滲綜合全自動測試系統(tǒng)

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(jìn)出口壓差和流過巖心的液體的流量，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(shù)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(shù)關(guān)系曲線。

巖心含水飽和度，電阻率指數(shù)由計算機(jī)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(shù)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(jù)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(shù)。

二、主要技術(shù)參數(shù)

1．工作壓力

環(huán)    壓：0-80MPa

驅(qū)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(guī)格

巖心夾持器規(guī)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(jié)構(gòu)

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

氣測滲透率系統(tǒng)：由調(diào)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(tǒng)：由調(diào)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(tǒng)：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(nèi)。

電阻率測量系統(tǒng)：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(shù)關(guān)系曲線。

聲波測量系統(tǒng)：由一臺縱橫波自動測定儀構(gòu)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(tǒng)：由巖心夾持器、加熱套、環(huán)壓泵、回壓系統(tǒng)等組成。

計量系統(tǒng)：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(tǒng)：計算機(jī)自動控制注入泵的流量，環(huán)壓泵自動跟蹤內(nèi)壓，恒溫箱加熱恒溫，壓力變送器量程自動切換等。

數(shù)據(jù)采集處理：由各種數(shù)據(jù)采集卡、計算機(jī)、打印機(jī)、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(shù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理。

四、組成儀器各部件的技術(shù)規(guī)范

1．注入泵 1臺

型號：100DX型

該泵采用伺服電機(jī)、伺服系統(tǒng)，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(jī)操作，實現(xiàn)遠(yuǎn)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(zhì)：316L，數(shù)量：4只。

用于存儲驅(qū)替介質(zhì)，并起緩沖作用。

5．模型

   巖心夾持器

適用巖心規(guī)格：φ25×25-100mm ,工作壓力：80MPa，材質(zhì)：316L

    6．調(diào)壓閥

高壓調(diào)壓閥，進(jìn)口壓力：6000psi,出口壓力0-2500psi。

低壓調(diào)壓閥，進(jìn)口壓力：3500psi,出口壓力0-600psi。

7．環(huán)壓跟蹤泵

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

工作壓力：80MPa

8．回壓控制系統(tǒng)

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(diào)節(jié)控溫技術(shù)，溫度均勻，控溫精度高。

10．閥門、管線、管件及流程

采用DW3內(nèi)卡套式高壓閥門及管件，耐壓100MPa，材質(zhì)： 316L

11．計量系統(tǒng)

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(shù)顯表顯示，也可通過數(shù)顯表上的RS232口由計算機(jī)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(shè)定、控制、測量溫度。溫度也可由計算機(jī)設(shè)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(jī)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(tǒng)

為保證壓力測量精度，系統(tǒng)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．?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

采用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI，PCI8360數(shù)據(jù)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(tǒng)

計算機(jī)可對下列外部設(shè)備進(jìn)行控制

⑴ 注入泵：通過泵的通訊接口，計算機(jī)可對泵的注入流量進(jìn)行控制；

⑵ 溫度：通過溫控儀上的RS232接口，可由計算機(jī)設(shè)定控制恒溫箱加熱溫度；

⑶ 環(huán)壓跟蹤：計算機(jī)通過PCI8360端子板自動控制環(huán)壓泵及電磁閥的開關(guān)，維持驅(qū)替壓力與環(huán)壓的壓差；

〔4〕壓力傳感器量程自動切換控制；

采集、測控系統(tǒng)框圖

17．應(yīng)用軟件與數(shù)據(jù)處理

軟件在windows7環(huán)境下運行，采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實現(xiàn)人機(jī)對話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后就可以實現(xiàn)無人值守，計算機(jī)可自動采集所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運行，環(huán)壓泵的自動跟蹤，壓力換向閥的換向等。

計算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報表、分析報表以及曲線圖，同時生成數(shù)據(jù)庫文件格式，可隨時導(dǎo)入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。

計算機(jī)：聯(lián)想4600，19’’液晶顯示

打印機(jī)：HP1020

五、主要技術(shù)特征

1．裝置采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)不同試驗要求進(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；

3．關(guān)鍵部件采用進(jìn)口件，提高測試的可靠性、精確性；

4．實現(xiàn)計算機(jī)自動化控制、采集、處理；

5．環(huán)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(jié)構(gòu)合理、外型美觀大方、操作方便、經(jīng)久耐用；

8．選購件齊全，可根據(jù)不同試驗要需要，選購我廠不同規(guī)格的模型，使儀器廣泛應(yīng)用于各種試驗研究領(lǐng)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(shè)計時充分考慮了其安全性，可操作性

1．    壓力極限保護(hù)

  驅(qū)替泵、環(huán)壓泵都設(shè)計極限保護(hù)壓力，當(dāng)泵壓達(dá)到極限保護(hù)壓力時自動停泵保護(hù)。

  在流程中關(guān)鍵部位設(shè)計安全閥，在電子保護(hù)失效時可打開保護(hù)，起雙重保護(hù)作用。

2．    溫度極限保護(hù)

  恒溫箱設(shè)計極限保護(hù)溫度，當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度達(dá)到極限保護(hù)溫度時，儀器自動切斷電源。

3．    漏電保護(hù)

儀器發(fā)生漏電時會自動切斷電源保護(hù)。

廠家提醒操作者注意如下要點：

* 儀器的各類儀表和計算機(jī)必須保證正確的電源輸入，必須配有自動穩(wěn)壓保護(hù)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(shè)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(shè)計為手動操作，請按試驗步驟預(yù)先設(shè)計好試驗流程走向，任何一閥門的操作錯誤均可能導(dǎo)致整個試驗的失敗。

* 系統(tǒng)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(nèi)液體壓力，以防壓力太高，超過容器使用壓力。