一种高温高压可变直径岩心夹持器

1.本实用新型涉及岩心夹持器技术领域，具体为一种高温高压可变直径岩心夹持器。


背景技术：

2.能源是一个国家社会发展的动力源泉，化石能源是国家能源结构的主体部分，石油与天然气埋藏在地下几百米几千米，其储存条件与人们传统认知有很大不同，因此通过实验方法再现流体在储层中的渗流过程，对人们认识油气田、指导油气田开发具有重要意义，岩心夹持器是一种用于开展各类岩心驱替实验的专业装置。常规岩心夹持器进行实验存在很多局限性，尤其是进行高温高压实验时，胶套无法承受高温，当温度变化范围较大时，实验无法正常进行，同时，由于现场钻井过程的影响，现场岩样直径与实验室岩心夹持器直径不完全一致，也会导致驱替实验产生误差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种高温高压可变直径岩心夹持器，以解决上述背景技术中提出的进行高温高压实验时，胶套无法承受高温，当温度变化范围较大时，实验无法正常进行，且由于现场钻井过程的影响，现场岩样直径与实验室岩心夹持器直径不完全一致，也会导致驱替实验产生误差的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高温高压可变直径岩心夹持器，包括左承压封盖、多级橡胶夹持器、右承压封盖和电子计算机，所述左承压封盖和右承压封盖的内壁内侧安装有耐高温高压密封圈，所述多级橡胶夹持器的外壁从内至外依次设置有岩心夹持器内壁、电加热层、泡沫保温层和岩心夹持器外壁，所述岩心夹持器内壁和岩心夹持器外壁两侧与左承压封盖和右承压封盖固定相连，所述岩心夹持器内壁和岩心夹持器外壁的上方左右两侧分别加工有排气孔一和排气孔二，所述岩心夹持器内壁和岩心夹持器外壁的下方左右两侧分别加工有流体注入口一和流体注入口二，所述电加热层的内部安装有温度传感器。
5.优选的，所述电子计算机与温度传感器、压力传感器一、压力传感器二、压力传感器三、智能计量器、围压泵相连，所述压力传感器一的两侧分别与驱替泵与中间容器连接，所述中间容器与变径岩心夹持器相连接，所述变径岩心夹持器和电子计算机与智能计量器相连接，所述变径岩心夹持器外端设有压力传感器二、压力传感器三和温度传感器。
6.优选的，所述多级橡胶夹持器包括一级橡胶夹持套、二级橡胶夹持套、三级橡胶夹持套，所述一级橡胶夹持套与大直径密封橡胶环套接，所述一级橡胶夹持套的左端加工有凹槽一，且凹槽一与二级橡胶夹持套的左端凸起一相卡接，所述二级橡胶夹持套左端的凹槽二与中直径密封橡胶环套接，所述三级橡胶夹持套的左端加工有凸起二，且凸起二与凹槽二相插接。
7.优选的，所述多级橡胶夹持器的外部环空流体与围压泵相连接。
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高温高压可变直径岩心夹持器：
9.通过多级橡胶夹持器、耐高温高压密封圈、电加热层、泡沫保温层、变径岩心夹持器和驱替泵之间的配合，本岩心夹持器通过与筒体“点”接，既可以实现岩心夹持器的固定，又能形成环空，便于施加围压，各级橡胶夹持套与密封固定环配合使用，可以对直径不同的岩心进行驱替实验，达到变径的效果，密封橡胶环与耐高温高压密封圈可以阻止流体进入各级橡胶夹持套之间的微小缝隙，通过环空可对天然岩心施加围压，模拟储层中的压力条件，更加真实地反映地层的流动特性，电加热套可以给环空流体和岩心加热，内部有温度传感器，外部与计算机相连，可以实时反映内部的温度，避免了进行高温高压实验时，胶套无法承受高温，当温度变化范围较大时，实验无法正常进行，且由于现场钻井过程的影响，现场岩样直径与实验室岩心夹持器直径不完全一致，也会导致驱替实验产生误差的问题。
附图说明
10.图1为高温高压变直径岩心夹持器的主剖视图；
11.图2为多级橡胶岩心夹持套的结构示意图；
12.图3为密封橡胶环的结构示意图；
13.图4为岩心驱替实验流程的结构示意图。
14.图中：1、左承压封盖，2、多级橡胶夹持器，201、一级橡胶夹持套， 202、二级橡胶夹持套，203、三级橡胶夹持套，204、凹槽一，205、凸起一， 206、凹槽二，207、凸起二，208、大直径密封橡胶环，209、中直径密封橡胶环，3、右承压封盖，4、耐高温高压密封圈，5、驱替泵，6、中间容器， 7、变径岩心夹持器，8、岩心夹持器内壁，9、电加热层，10、泡沫保温层， 11、岩心夹持器外壁，12、排气孔一，13、排气孔二，14、流体注入口一， 15、流体注入口二，16、温度传感器，17、压力传感器一，18、压力传感器二，19、压力传感器三，20、智能计量器，21、围压泵，22、电子计算机。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种高温高压可变直径岩心夹持器，包括左承压封盖1、多级橡胶夹持器2、右承压封盖3和电子计算机22，左承压封盖1和右承压封盖3的内壁内侧安装有耐高温高压密封圈4，多级橡胶夹持器2的外壁从内至外依次设置有岩心夹持器内壁8、电加热层9、泡沫保温层10和岩心夹持器外壁11，岩心夹持器内壁8和岩心夹持器外壁 11两侧与左承压封盖1和右承压封盖3固定相连，岩心夹持器内壁8和岩心夹持器外壁11的上方左右两侧分别加工有排气孔一12和排气孔二13，岩心夹持器内壁8和岩心夹持器外壁11的下方左右两侧分别加工有流体注入口一14和流体注入口二15，电加热层9的内部安装有温度传感器16。
17.电子计算机22与温度传感器16、压力传感器一17、压力传感器二18、压力传感器三19、智能计量器20、围压泵21相连，压力传感器一17的两侧分别与驱替泵5与中间容器6连
接，中间容器6与变径岩心夹持器7相连接，变径岩心夹持器7和电子计算机22与智能计量器20相连接，变径岩心夹持器7外端设有压力传感器二18、压力传感器三19和温度传感器16。
18.多级橡胶夹持器2包括一级橡胶夹持套201、二级橡胶夹持套202、三级橡胶夹持套203，一级橡胶夹持套201与大直径密封橡胶环208套接，一级橡胶夹持套201的左端加工有凹槽一204，且凹槽一204与二级橡胶夹持套202 的左端凸起一205相卡接，二级橡胶夹持套202左端的凹槽二206与中直径密封橡胶环209套接，三级橡胶夹持套203的左端加工有凸起二207，且凸起二207与凹槽二206相插接，多级橡胶夹持器2的外部环空流体与围压泵21 相连接；
19.通过多级橡胶夹持器2、耐高温高压密封圈4、电加热层9、泡沫保温层 10、变径岩心夹持器7和驱替泵5之间的配合，本岩心夹持器通过与筒体“点”接，既可以实现岩心夹持器的固定，又能形成环空，便于施加围压，各级橡胶夹持套与密封固定环配合使用，可以对直径不同的岩心进行驱替实验，达到变径的效果，密封橡胶环与耐高温高压密封圈可以阻止流体进入各级橡胶夹持套之间的微小缝隙，通过环空可对天然岩心施加围压，模拟储层中的压力条件，更加真实地反映地层的流动特性，电加热套可以给环空流体和岩心加热，内部有温度传感器，外部与计算机相连，可以实时反映内部的温度。
20.一级橡胶夹持套201外表覆盖24个螺旋排列的橡胶凸出点，与筒体“点”接，实现多级橡胶夹持器2的固定与形成环空，左端为环状凹槽，用于与二级橡胶夹持器2环状凸起相接，或者与大直径橡胶密封固定环配合使用，固定大直径岩心所述的二级橡胶加持套202左端有大直径环形凸出与小直径环形凹槽，大直径环形凸出与一级一级橡胶夹持套环状凹槽配合，小直径环形凹槽与三级橡胶夹持套203凸出配合，实现各级橡胶夹持套的互相连接，或者与二级橡胶夹持套202和中直径橡胶密封固定环配合使用，固定中直径岩心所述的三级橡胶夹持套203左端有环状凸出，与一级、二级橡胶夹持套和中直径橡胶密封固定环配合使用，可固定小直径岩心所述的多级橡胶岩心夹持筒体2外包裹有电加热层9与泡沫保温层10，外部与智能计算机22连接，精确控制加热温度和时间，电加热层9包裹在夹持器筒体上，给环空流体和实验岩心快速加热，同时，电加热层9外端包裹泡沫保温套进行保温和防护， a型支座结构与整体连接，起支撑作用。
21.工作原理
22.当需要此高温高压可变直径岩心夹持器使用时，首先，根据图1和图2 所示夹持器整体为圆柱状，左侧为左承压封隔盖1，内壁紧贴耐高温高压密封圈4，中间部分由外到内依次为：岩心夹持器内壁11、泡沫保温层10、电加热层9、岩心夹持器内壁8。多级橡胶夹持器2与岩心夹持器内壁8“点”接，中间形成环空，可通过流体注入口一14、流体注入口二15向环空内注入流体，通过排气孔一12、排气孔二13排出环空气体，电加热层9可以给多级橡胶夹持器2和环空流体加热，温度传感器16与岩心夹持器内壁8连接。
23.进一步，根据图2和图3所示多级橡胶夹持器2包括：一级橡胶夹持套 201、二级橡胶夹持套202、三级橡胶夹持套203。一级橡胶夹持套201与大直径密封橡胶环208匹配，可用于夹持大直径岩心；一级橡胶夹持套201左端有凹槽一204可与二级橡胶夹持套202左端凸起一205匹配，二级橡胶夹持套202左端凹槽二206与中直径密封橡胶环209匹配，可固定中直径岩心；三级橡胶夹持套203左端带凸起二207与凹槽二206匹配，一、二、三级岩心夹持套共同使用可固定小直径岩心。
24.进一步，根据图4所示，进行岩心驱替的实验装置包括依次相连的驱替泵5、中间容器6、变径岩心夹持器7、温度传感器16、压力传感器一17、压力传感器二18、压力传感器三19、智能计量器20、围压泵21、电子计算机 22。所述驱替泵5与中间容器6之间有压力传感器17，用于流体驱替，所述中间容器6包括流体一储存容器、流体二储存容器、中间混合容器，中间容器6为实验室常见中间容器，具体结构不再赘述，所述变径岩心夹持器7两端设有压力传感器二18、压力传感器三19，内部设有温度传感器16，所述温度传感器16、压力传感器一17、压力传感器二18、压力传感器三19、智能计量器20、围压泵21与电子计算机22相连，所述为岩心驱替实验为现有技术，在此不再赘述。
25.通过上述工作原理本案具有如下的优点：
26.(1)由于本岩心夹持器通过与筒体“点”接，既可以实现岩心夹持器的固定，又能形成环空，便于施加围压；
27.(2)各级橡胶夹持套与密封固定环配合使用，可以对直径不同的岩心进行驱替实验，达到变径的效果；
28.(3)密封橡胶环与耐高温高压密封圈可以阻止流体进入各级橡胶夹持套之间的微小缝隙；
29.(4)通过环空可对天然岩心施加围压，模拟储层中的压力条件，更加真实地反映地层的流动特性；
30.(5)电加热层9可以给环空流体和岩心加热，内部有温度传感器，外部与计算机相连，可以实时反映内部的温度。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。