多轮次注蒸气状态下疏松砂岩物性测试装置及方法与流程

本发明涉及地质工程，具体地说是多轮次注蒸气状态下疏松砂岩物性测试装置及方法。

背景技术：

1、疏松砂岩物性测试装置主要用于研究和评估砂岩在特定环境条件下的物理和化学特性。这些装置模拟地下高温高压环境，以测试砂岩样本对压力、温度和其他地质因素的反应。通过这些测试，科学家和工程师能够更好地理解砂岩的行为，进而指导油气开采、地质封存以及其他地质工程应用。

2、现有的疏松砂岩物性测试装置通常包括加热和压缩组件，通过模拟地层条件对样品进行加热和施加压力，从而测量其渗透性、孔隙率和压缩强度等指标。这些装置能够提供关于岩石在特定条件下的稳定性和透气性的关键数据，对于评估油气田的开发潜力和地质存储项目的可行性至关重要。

3、尽管现有技术能够提供一定的测试数据，但在操作便利性、维护效率及环境保护方面存在一些不足。例如，现有设备在样本更换和装置维护时需要繁琐的手动操作，这不仅延长了测试周期，也增加了操作复杂性。此外，这些设备常常缺乏有效的过滤系统，不能防止测试过程中颗粒物的排放，对环境可能造成污染。此外，由于设备结构和维护方式的限制，往往无法快速对过滤系统进行清洁或更换部件，进一步降低了测试过程的连续性和效率。

4、公告号：cn107420078b，公开了岩石应力敏感性对蒸汽驱驱油效率影响物理模拟方法及装置，包括isco泵、油釜、水釜、蒸汽发生器和岩心夹持器，所述isco泵通过第一六通阀与油釜、水釜、蒸汽发生器的进料端相连，所述岩心夹持器的左端通过第二六通阀与油釜、水釜、蒸汽发生器的出料端相连，且所述第二六通阀上安装有一精密压力传感器，所述岩心夹持器上方连接有围压泵，右端通过液体计量器连接有回压阀。

5、公告号：cn108956659b，公开了砾石充填层堵塞评价微观探测模拟装置和方法，包括：主体反应系统、温度控制系统、供气系统、供液系统、注入系统、分离收集系统、数据处理系统及ct扫描系统，所述主体反应系统包括反应釜，反应釜内壁为毛糙面，反应釜外壁设有真空保温层，内部填装模拟地层泥砂层和充填砾石层，充填砾石层为核桃壳、玻璃珠或陶粒。

6、公告号：cn111707599b，公开了一种基于ct原位实验的蒸汽驱或热水驱储层岩石孔隙结构特征精确表征装置和方法，包括恒速恒压泵、蒸汽发生器、ct专用岩心夹持器、回压阀、手摇泵、冷凝器、收集器和x射线ct扫描装置；x射线ct扫描装置用于将ct专用岩心夹持器中的岩心进行ct扫描，以得到岩心热水驱/蒸汽驱前后的岩心图像。

7、本专利通过调节机构和过滤系统显著提升了操作的便利性和效率。自动控制盖板的开启和关闭及蒸汽的快速排放功能，不仅简化了操作步骤，还缩短了样本更换和清理时间，使得整体测试流程更加连续和高效。对比文件均没有公开与调节机构和过滤系统相关的技术方案，也无法实现上述技术效果。

8、总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的是提供多轮次注蒸气状态下疏松砂岩物性测试装置及方法。

2、为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一方面，包括测试机构，还包括调节机构；所述测试机构包括存样罐，所述存样罐的上端设置有盖板；所述调节机构设置在测试机构的外部，所述调节机构的运动部与盖板连接，所述调节机构能调节盖板的高度。

4、进一步地，所述调节机构包括架体，所述架体的上端连接有转轴驱动器，所述转轴驱动器的输出端连接有收卷轮，所述收卷轮的收卷槽连接连接绳；

5、具体地，所述架体设置滑槽，所述滑槽内沿滑槽方向设置限位杆，所述限位杆上滑动设置滑块一，所述连接绳与滑块一连接，所述滑块一通过连接杆和盖板的上端固定连接，所述连接杆在滑槽槽口滑动。

6、进一步地，所述存样罐的底部连接有支撑杆；

7、具体地，所述限位杆上滑动设置滑块二，所述滑块二位于滑块一下方，所述滑块二通过同步连接件与滑块一连接；

8、具体地，所述存样罐内部设置垫板，所述垫板外侧壁与存样罐内侧壁间隙配合，所述垫板下端面与存样罐罐底能接触密封；

9、具体地，所述存样罐罐底与支撑杆内设置滑道，所述滑道内滑动设置顶杆，所述支撑杆侧壁设置与滑道连通的槽口，所述滑块二通过连接臂与顶杆连接，所述连接臂在槽口中运动，所述顶杆上端与垫板接触时，推动垫板清理存样罐内壁。

10、进一步地，所述测试机构还包括压力表，所述压力表安装在盖板的上端；

11、具体地，所述存样罐连接有排气管一，所述排气管一与存样罐内部连通，所述排气管一内连接有滤板一，所述排气管一远离存样罐的一端安装有漏气检测仪；

12、具体地，所述盖板上端固定连接有排气管二，所述排气管二与盖板内部连通，所述排气管二上设置有控制阀。

13、进一步地，还包括过滤机构，所述过滤机构包括连接管，所述连接管连接在排气管二远离盖板的一端，所述连接管远离排气管二的一端通过连接机构安装有套筒；

14、具体地，所述套筒的内部固定连接有滤板二、套壳，所述滤板二靠近连接管，所述套壳内转动连接有叶轮，所述叶轮中心连接转杆，所述转杆穿过滤板二，所述转杆与滤板二转动连接，所述转杆外壁在连接管与滤板二之间连接刮板一、壳体，所述刮板一与套筒内壁接触，所述壳体靠近滤板二的一端设置容纳槽一，所述容纳槽一槽底固定连接有压簧一，所述压簧一的另一端固定连接有刮板二，所述压簧一处于压缩状态，使刮板二和滤板二相接触。

15、进一步地，所述连接机构包括连接环一和连接环二，所述连接环一转动连接在套筒靠近连接管一端的外壁，所述连接环二连接在连接管靠近套筒一端的外壁；

16、具体地，所述连接环一远离连接环二的一端设置容纳槽二，所述容纳槽二内部固定连接有压簧二，所述压簧二内穿设t型杆，所述t型杆的t型头部与压簧二接触，所述t型杆的杆部滑动穿过容纳槽二槽底，所述t型杆杆部靠近连接环二的一端连接有卡块，所述连接环二设置切换通槽，所述切换通槽一端设置通孔，所述切换通槽另一端设置沉头孔，所述卡块卡与沉头孔中时，连接环一和连接环二连接。

17、进一步地，所述压簧二、t型杆、卡块、通孔、切换通槽、沉头孔设置至少两组，并沿连接环一周向均匀分布。

18、进一步地，所述测试机构还包括蒸汽机，所述蒸汽机通过蒸汽管与存样罐的进气口连接；所述存样罐和盖板之间通过密封圈进行密封。

19、进一步地，所述盖板的外侧壁固定安装有向上拐的l型支撑架，所述支撑架远离盖板的一端设置弧形支座，所述套筒位于弧形支座上；

20、具体地，所述架体的外侧壁安装有强化连接件，所述强化连接件的另一端安装在存样罐的外侧壁；

21、具体地，所述壳体的内部滑动连接有隔板，所述隔板连接在压簧一和刮板二之间；

22、具体地，所述调节机构的滑槽在滑块一、滑块二之间设置限位板，所述限位板上端用于在盖板与存样罐密封时支撑滑块一，所述限位板下端用于防止滑块二过度上移。

23、二方面，本发明提供多轮次注蒸气状态下疏松砂岩物性测试装置的使用方法，包括以下步骤：

24、s1、将滑块一固定，通过驱动蒸汽机使蒸汽进入存样罐内，压力表监测每轮次进入的蒸汽压力，在不超过疏松砂岩压力承受上限的情况下若疏松砂岩出现渗透时，蒸汽从排气管一排出，漏气检测仪检测排出的蒸汽，完成对疏松砂岩的物性测试，测试完成后通过控制阀开启排气管二，排出蒸汽；

25、s2、蒸汽排出经过滤板二过滤，蒸汽在排出过程中带动叶轮旋转，使转杆带动刮板一将套筒内壁清理，防止过滤的颗粒沾粘，并在转杆旋转的同时能够使壳体带动刮板二将滤板二过滤的颗粒清扫，减少颗粒堆积的速度；

26、s3、解除滑块一的固定，通过转轴驱动器使收卷轮旋转，对连接绳收卷，两个滑块同时向上移动，从而能够将盖板和存样罐分离，便于完成疏松砂岩的取放，继续收卷，使顶杆带动垫板向上移动，将疏松砂岩脱落的杂质清理出，通过转轴驱动器使收卷轮将连接绳持续释放，使存样罐和盖板恢复连接。

27、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

28、1、本发明通过调节机构显著提升了操作的便利性和效率。自动控制盖板的开启和关闭，不仅简化了操作步骤，还缩短了样本更换和清理时间，使得整体测试流程更加连续和高效。

29、2、本发明的过滤机构实现蒸汽的快速排放功能，允许在连续测试过程中自动刮下堵塞物，使堵塞物处于游离状态，易于清理，减少了维护需求，并防止将颗粒物排放到大气中，有效地保护环境。此外，该机构的自动清理功能延长了滤材的使用寿命，减少了更换频率，从而降低了长期运行成本。

30、3、本发明通过连接机构允许过滤机构能够迅速安装和拆除。这种设计极大地简化了设备的维护流程，允许操作人员在需要进行清洁或更换滤板时，快速进行组件的装卸，提高了设备的维护效率。