Устройство для исследования процесса вытеснения нефти из образцов пористых пород

(21) 4111190/22- (22) 30.05.86 (46) 23,03.88. Б (71) Специальное бюро геофизическ Института геолог (72) Б,А,Барков и А,А.Баишев (53) 622.276 (08 (56) Авторское с У 1216331, кл. Е юл. У 11конструкторскоего приборостроении АН АЗССРВ.А.Бенедысек(54) УСТРОЙСТВОПРОЦЕССА ВЫТЕСНЕЦОВ ПОРИСТЬ 1 Х ПОРОД(57) Изобретение отндобывающей пром-ти идля лабораторных исснефти в различных услизобретения - обеспе ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯНИЯ НЕФТИ ИЗ ОБРАЗсится к нефтепреднаэначено едований добыч овиях. Цель ение воэможноти изменения п ости непос е с а давления ж е в процессе нсприспособление давления выр д твен Для это ия перелследовани для измен М Ж мэюяд 5 ч ОСУДАРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ А ВТОРСНОМУ СВИДЕ полнено в виде втулок 49 - 51 и 58 61, закрепленных через одну на порш-, не 48 и крьшпсе 57 корпуса. Свободные концы втулок, закрепленных на. крышке 57, установлены по скользящей чссадке относительно втулок, закрепленных на поршне 48, и с перекрытием полостей 53 - 56 между втулками. Кол-во полостей равно кол-ву втулок и каждая полость 53 - 56 через органы подачи и слива жидкости подключена либо к магистрали низкого давления, либо к сливу. При исследовании процесса вытеснения нефти иэ образца пористой сре-ы методом постоянного перепада давления разность дав- а лений является постоянной величиной и определяется кол-вом полостей штоковой части поршня 48, заполненных маслом под давлением, При подаче масла под давлением в полости 53 56 и 62 - 6. разность давлений будет минимальной, а при подаче в полость 56 - максимальной, 2 ил,Изобретение относится к лабораорным устройстнам для изучения процесса вьпеснения нефти в различныхусловиях из образцов горных пород,взятык из нефтяного пласта.Целью изобретения является обеспечение воэможности применения пере,пада давления непосредственно в процессе исследования. 10На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для исследования процесса вытеснения нефти;на фиг. 2 - конструкция мультиплика"тора е изменяемой в процессе работы 15эффективной площадью поршня,Устройство состоит из камеры 1с выходным 2 и входным 3 каналами,пористой среды 4, мультипликатора 5давления, индикатора 6 влажности, 20гидравлических линий 7 - 12, регули руемого дросселя 13, гидроцилиндра14 с измерительной рейкой, зубчатого редуктора 15, лампочки 16, диска17, Фотодиода 18, гидравлических 25линий 19 - 21, двухпозиционнык золот никовых распределителей 22- 25 сэлектромагнитным управлением, гидравлических линий 26-30, регулируемогодросселя 31, гидравлических линий 32- ЗО36 промежуточных баков 37 - 39 соответственно для масла, воды(с электрообогревом) и реагентов (с электрообогревом) и линий 40 - 42,Входной канал 2 камеры 1 высокогодавления линиями 41 и 42 подсоединенк промежуточным бакам 37 - 39, заполняемым из вспомогательных емкостей (не показаны) по линиям 36, 35и 34 соответственно. 40Входной канал 3 камеры соединенлинией 11 с правой полостью (нходом)измерительного гидроцилиндра 14, Налинии 11 непосредственно у выходакамеры установлен индикатор 6 влажности, автоматически отмечающий количественное содержание влаги ввытесняемой нефти, шток гидроцилиндра кинематически связан с редуктором15, вращающим диск 17 с отверстием,Источник 16 света устанавливаетсянапротчн диска на одной оптическойоси с фотодиодом 18, находящимся подругую сторону диска,Оцно из выходных отверстий гидроцилиндра соединяется со слинным баком источника низкого давления посрецством сливной линии 2, на которой устанавливается регулируемьп дроссель 13, Другое выходное отверстие гидроцилиндра соединяется с золотником 23 посредством линии 19,Полость низкого давления мультипликатора 5 соединяется с напорной линией 20 и сливной линией 12 источника низкого давления посредствомлиний 20 и 21, золотника 22 и линий10 и 9;Обе стороны полости низкого данле"ния мультипликатора 5, разделенныепоршнями, шунтируются линиями 32 и33 с золотником 25, которые подклю-чены соответстненно к линиям 9 и 10,Правая полость нысокого давлениямультипликатора 5 подсоединяется квходу камеры высокого давления посредством линии 8 через золотник 23,линии 28 с регулируемым дросселем 3 1через промежуточные баки 37 - 39 илиний 40 - 42.Левая полость высокого давления,мультипликатора 5 давления подсоединяется к выходу камеры высокого давления посредством линии 7 через золотник 23 и далее через линии 19 и 11.Левая и правая полости высокогодавления мультипликатора 5 шунтируются линиями 29 и 30 через золотник24, которые подсоединены соответственно к линиям 8 и 7,Мультипликатор 5 ,фиг,2) является многоступенчатым преобразователемдавления двойного цействия с разде. -ленным поршнем и двумя цилиндрамивысокого давления и состоит из крышки 43 со штуцером 44 для подсоединения к магистрали низкого давленияпоршневой полости 45 корпуса 46,внутри которого установлены ступенчатые поршни 47 и 48,. обращенныебольшими ступенями друг к другу. Напоршне 48 со стороны его поршневойполости установлены и закрепленывтулки 49 - 51., образуюпде между собой корпусом и штоком 52 концентрические полости 53 - 56. На второйкрьппке 57 закреплена с перекрытиемотносительно втулок поршня втОряягруппа втулок 58 - 61 с образованиемполостей 62 - 64, Крышка 57 и неподвижная группа втулок снажены канаГлами, снязаиьпаи с органаж оз - 71управления нри помощи кстсрьш поло ти могут сообщаться с магистральюнизкого давления или со(Фиг, 1). Полость 56 через канал 2 сообщена с полостью 73, расположенной между поршнями 47 и 48. Цилиндры 74 и 75 высокого давления эакреп 5 лены на крышках 43 и 57 корпуса мультипликатора и снабжены штуцерами 76 и 77 для подключения к магистралям 11 и 42 высокого давления.Устройство работает следующимобразом.Перед началом исследования вьггеснения нефти промежуточные баки 37 - 39 при открьггых вентилях на линиях 34 - 36 и закрытых вентилях на ли,ниях 28 и 40 - 42 заполняются соответственно маслом, водой и реагентом из емкостей (не показаны) под самотеком. Камера 1 высокого давления, предварительно заполненная пористой средой, индикатор 6 влажности, правая полость измерительного гидро- цилиндра 14 и ликии 11 и 42 заполняются нефтью из вспомогательного бака (не показан) до тех пор, пока 25 нефть не покажется из контрольного вентиля на гидроцилиндре (не показан). Мультипликатор 5, левая полость измерительного гидроцилиндра 14, золотники 22 - 25 управления и линии 7 - 10, 12, 19 - 21, 26 -30, 32 и ЗЗ заполняются маслом от источника низкого давления.Вентили на линиях 42 и 11 закрывают и подключают камеру 1 высокого давления к вакуум-насосу (не показан), включая одновременно электрообогрев камеры и промежуточных баков., После вакуумирования вакуум- насос отключают и модель нефтяного 4 О пласта готова к исследованиям.При исследовании процесса вытеснения нефти из пористой среды методом постоянного перепада давлений по концам образца поршни мультипликатора 5 ( фиг,1) предварительно устанавливают в исходное положение (Фиг.2). При открытых вентилях на линиях 11,12,19,28 и 40 - 42 и закрытых вентилях на линиях 34 - 36 включают источник низкого давления и переводят золотники 22 и 23 из нейтрального положения вправо. При этом масло из линии 20 через линию 10 заполняет в мультипликаторе 5 через орган 65 управления и канал 72 часть штоковой полости поршня 48 и межпоршневую полость 73. Под давлением масла порядка 100 ктс/смф поршень 48занимает крайнее левое положение,прц этом шток-плунжер поршня 47 черезштуцер 76 цилиндра 74 высокого давления вытесняет масло из полостицилиндра 74 высокого давления в линию 8 (при этом полости 53 - 55 и62 - 64 при помощи оргачов бб - 71управления соединяются через линию27 с баком источника давления). Таккак давление, усиливаемое мультипликатором 5, пропорционально отношениюэффективной площади поршня, то давление, развиваемое мультипликатором 5со стороны поршня 47, во столько разбольше давления, развиваемого им жесо стороны поршня 48, во сколько разэффективная площадь поршня 47 большеэффективной площади поршня 48,При исследовании процесса вытеснения нефти из образца пористой среды методом постоянного перепада давления разность давлений является постоянной величиной и определяется количеством полостей штоковой части поршня 48, заполненных маслом под давлением. При подаче масла под дав" лением во все полости 53 - 56 и 62 - 64 разность давлений минимальна, при подаче только в полость 56 - максимальна. Масло,вьггесняемое поршнем 47 в золотник 22 и из него по линии 21, сливается в бак источника давления (не показан). Масло, вытесняемое шток - плунжером поршня 47 цз штуцера 76, по линии 8 попадает в золотник 23, иэ него по линии 28 в промежуточный масляный бак 37, Масло иэ бака 37 попадает по ликии 40 в верхнюю часть бака 38, вытесняя из него воду по линии 42 на вход камеры высокого давления (если требуюТся иные вьггесняющие среды, масло подают в ,верхнюю часть промежуточного бака 39, вытесняя соответственно реагент в камеру высокого давления), В то же время масло, вытесняемое шток-плунжером поршня 48, через штуцер 77 и линию 7 попадает в золотник 23, который направляет его по линии 19 в масляную полость гидроцилиндра 14 для подпора вытесняемой из камеры высокого давления среды. Из гидро- цилиндра масло через дроссель 13 по линии 12 сливается в бак источниканизкого давления, 5 1382941 бВ конце рабочего хода срабатывает автоматически производится непрерывмикровыключатель (не показан), кото- ный замер объемнои скорости вытесненрый замыкает электрическую цепь ной среды следующим образом.электромагнитов золотников, при этом Под действием разности равнодейэолотники 22 и 23 возвращаются в ней- ствующих сил давления вытесненнойтральное положение, а золотники 24 среды и масла из мультипликатораи 25 передвигаются вправо. Масло из поршень гидроцилиндра 14 со штоком, источника низкого давления по линиям 20 и 26 направляется в золотник 10 кой выдвигается из гидроцилнндра,24, от него по линиям 30 и 7 через приводя во вращение повышающий зубштуцер 76 в цилиндр 75 высокого дав- чатый редуктор 15 и :вязанный с нимления мультипликатора, переводя диск 17 с отверстиями. Лучи света отпоршень 47 в крайнее левое положение, электролампочки .16, попадая черезосуществляя промежуточный ход заряд отверстие в диске на поверхность фоки мультипликатора. При этом масло, тодиода 18, уменьшают его.сопротиввытесняемое иэ полости цилиндра 74 ление в непроводящем направлении вовысокого давления через штуцер 76, много раз, что обусловливает возникло линии 8 направляется в золотник новение тока в измерительной цепи,24, а из него - по линии 27 на слив 20 который усиливается и подается начв бак источника низкого давления. специальное записывающее устроиствоВ то же время масло,иэ штоковой (не показано).полости поршня 47 перетекает в штоко- Величииу перепада давления длявую полость поршня по л48 линиям 9Э каждого отдельного эксперимента мож"32, 33 и 10 через золотник 35. По 25 но варьировать путем изменения эффекокончании хода влево срабатывает кон- тивной площад ри по шня 48 для этоготакт второго конечного ь оного чикровыключа- поршень 48 снабжается втулками 49 -теля (не показан) который зр ьй замыкает 51 а крышка 57 корпуса мультиплика 9электрическую цепь электромагнитов тора установленными с перекрытиемььа перемешение золотников 24 и 25 30 относительно в ут лок 49 - 51 втулкав левое положение. При этом масло ми 58 - 61 рс о ганами 65 в ,71 управнизкого давления по ли- ленни. Сообщая при помощи последнихэт источникаокиям 20 и 26 направляется в золотник полости 53 - 5 и24 и откуда по жия 29 и 8 подает- точником низкого давления, либо со.:я через штуцер в доло76 л д лость 74 вы- сливным баком. можчо изменять пере 35еского давления, перемещая сомкнутые пад давления непосредственно в ходепоршни 47 и 48 в среднее положение, проведения эксперимента, что невознфиксируемое копирной линейкой(не по" можно в известном устроистве, Этоказана) и конечным микровыключателем повышает производительность трудакоторый переводит золотник 4 О. ди потники 25 и 24 при работе с предлагаемым устройств нейтральное положение. Масло из вом,полости 15 (высокого давлен При исследовании образца породытесняемое шток-плунжером поршня 48 из нефтяного пласта методом постоянпо линиям 7, 27 и 12, через золотник . ных объемных скоростей прокачиваемойпопадает в сливно ак.й б к В то ке жидкости поршни мультипликатора пред 45время масло иэ штоково й полости порш" варительно устанавливают в крайнемня 48 перетекает в штоковую полость левом положении и концевой микровыпоршня 47 по линиям 10, 33, 32 и 9 ключатель выключают,2 Мультипликаторчерез золотник з. При открытых вентилях на линияхО - 42 11 и 19 и закрытыхзаряжен к следующему рабочему циклу. 28, 40 - , 19Вытесня=мая по линки 11 из камеры 50 вентилях на линиях 12 и 34 - 36 вклюЛГеснясмнявысокого давления жиддг . ия жидьость первона- чают источник низкого давления и перео ят золотники 22 и 23 из нейтраль-чально проходит через индикатор б водажнасти где каким-либо из извест- ного положения влевс. Масло из ликииь.-г.пс способов измерения влажности 20 че ез золотник 22 и линию 9 че,определяется процентное содержание . рез уц ршт е 44 подается в штоковуюиной неф" полость поршня 47, передвигая сомкнувлагн или реагента в вытесненной не -ти. Затем вытесненная жидкожидкость попа- тые поршни 47 и 48 влево. 11 рн этом.а " поршня 47дает в полость гидроцилиилиндра 14 где масло из штоковой полости поршняФвьггесняется через орган 65 управления по линиям 10 и 20 через золотник 22 в сливной бак источника низкого давления. Масло, вытесняемое под высоким давлением из цилиндра 75 через штуцер 77, подается в линии 7 и 28, через золотник 23 в промежуточный масляный бак 37 и оттуда по линии 40 поступает в верхнюю часть промежуточного бака 38 (или 39), вытесняя жидкость по линии 42 в камеру высокого давленияВытесненная жидкость за единицу времени, по объему равная жидкости, прокачиваемой в камеру вы" сокого давления, поступает по линии 11 через индикатор 6 влажности в полость гидроцилиндра 14. Под давлением вытесненной жидкости поршень гидроцилиндра 14 передвигается и выте= 20 сияет масло из полости по линиям 19 и 8 через золотник 23 в полость цилиндра 74 высокого давления через шту-, цер 7 Ь, заполняя ее увеличивающийся при движении поршней объем. Дросоель 25 31 на линии 28 служит для регулйрования величины объемной скорости прокачиваемых жидкостей.Выдвигающийся шток гндроцилиндра.14 совместно с устройством 15 - 18 3( измерения объема вытесненной жидкости в функции времени аналогичен выдвигающемуся штоку в процессе вы"теснения жидкостей методом постоянного перепада давления.В конце рабочего хода копирная линейка (не показана) нажимает на контакт кольцевого микровыключателя, который возвращает золотники 22 и 23 в нейтральное положение и передвигает золотник 24 вправо, а золотник 25 влево. Масло.от источника низкого давления начинает поступать по линиям 26, 30 и 7 через золотник 24 в полость цилиндра 75 через отверстие 45 диска 17, передвигая поршни мультипликатора со шток-плунжерами в исходное правое положение, При этом масло иэ полости цилиндра 74 через штуцер 76 по линиям 8, 29, 27 и 20 через золотник 24 вьггесняется в сливной бак.Одновременно масло из штоковой полости поршня 47 перетекает в штоковую полость поршня 49 по линиям 9, 33, 32 и 10 через золотник 25, В55 конце зарядки копирная линейка нажимает на контакт конечного микровыклю"чателя, который переводит золотники24 и 25 в нейтральное положение,Мультипликатор заряжен к следующемурабочему ходу,На камере высокого давления, мультипликаторе, промежуточных баках,гидроцилиндре и в других узлах устанавливаются контрольно-измерительныеприборы (не показаны) - манометры,вакуумметр, электроконтактные термометры, служащие автоматизации ибезопасности процесса вытеснения жидкостей иэ камеры высокого давления. формула изобретенияУстройство для исследования процесса вытеснения нефти из образцовпористых пород, включающее испытательную камеру с входным и выходнымканалами для размещения в ней пористого образца, механизм создания давления и прокачки жидкости через обра"зец, выполненный в виде мультипликатора, в корпусе которого размещеныдва ступенчатых поршня, обращенныхбольшими ступенями друг к другу иобразующих с корпусом штоковые полости низкого и высокого давлений,приспособление для изменения перепада давления, установленное на одномиз ступенчатых поршней мультипликатора, причем штоковые полости низкого давления подсоединены к сливу,а штоковые полости высокого давленияподсоединены к входному и выходномуканалам камеры, органы подачи и слива жидкости в мультипликатор, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью обеспечения возможности изменения перепада давления жидкостинепосредственно в процессе исследования, приспособление для измененияперепада давления выполнено в видевтулок, закрепленных через одну напоршне и крьппке корпуса, причем свободные концы втулок, закрепленныхна крьппке корпуса, установлены поскользящей посадке относительно втулок, закрепленных на поршне, и с перекрытием полостей между втулками,при этом количество полостей равноколичеству втулок, а каждая полостьчерез органы подачи и слива жидкостиподключена либо к магистрали низкогодавления, либо к сливу,,Мус каэ 1269/27 Тир ак ВИПМИ Государств ло делаи изобр 113035, Москва, ЖССЙ илРау Д/5 афическое едактор И.Нжолайчу оиэводственно Полли коия ета и Открит ская араб,редириятие, ;с,ужгород, ул