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巖石聲電滲綜合全自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)

一、儀器功能

1．氣體滲透率測(cè)定

2．氣體孔隙度測(cè)定

3．液體滲透率測(cè)定

在一定的流速下使液體通過(guò)巖心，通過(guò)測(cè)定巖心的進(jìn)出口壓差和流過(guò)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(jì)算巖心液體滲透率。

4.  地層敏感性評(píng)價(jià)試驗(yàn)。

5.  巖石電阻率參數(shù)測(cè)定

用高壓電阻率巖心夾持器及電阻率測(cè)量?jī)x測(cè)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(jì)算機(jī)自動(dòng)采集計(jì)算。

6．巖石聲波特性測(cè)定

功能：用于巖樣的聲波速度、彈性模量和衰減系數(shù)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量及計(jì)算。

原理：

（1）采用超聲脈沖透射法，測(cè)量縱波或橫波沿巖樣長(zhǎng)度方向的傳播時(shí)間，計(jì)算巖樣的縱、橫波速度。

（2）測(cè)量、比較聲波幅度隨巖樣長(zhǎng)短的變化或根據(jù)被測(cè)巖樣與參考樣品中的聲波幅度相對(duì)變化，計(jì)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(cè)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(cè)滲透率系統(tǒng)、氣測(cè)孔隙度系統(tǒng)、注入系統(tǒng)、電阻率測(cè)量系統(tǒng)、聲波測(cè)量系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、計(jì)量系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。詳見(jiàn)工作流程：

氣測(cè)滲透率系統(tǒng)：由調(diào)壓閥，氣體流量計(jì)等組成，用于各種巖心及模型氣體滲透率測(cè)定。

氣測(cè)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(cè)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(cè)量系統(tǒng)：由電阻率儀、巖心含水飽和度測(cè)定儀等組成，測(cè)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(cè)量系統(tǒng)：由一臺(tái)縱橫波自動(dòng)測(cè)定儀構(gòu)成，可測(cè)量縱波或橫波沿巖樣長(zhǎng)度方向的傳播時(shí)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(jì)量系統(tǒng)：包括壓力測(cè)量、溫度測(cè)量、流量計(jì)量、油氣水體積計(jì)量等。

自動(dòng)控制系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制注入泵的流量，環(huán)壓泵自動(dòng)跟蹤內(nèi)壓，恒溫箱加熱恒溫，壓力變送器量程自動(dòng)切換等。

數(shù)據(jù)采集處理：由各種數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、采集處理軟件組成，可適時(shí)采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。

四、組成儀器各部件的技術(shù)規(guī)范

1．注入泵 1臺(tái)

型號(hào)：100DX型

該泵采用伺服電機(jī)、伺服系統(tǒng)，微電腦控制其運(yùn)行，液晶面板顯示，工作壓力：20000psi，流量：0.0001～25mL/min

泵也可由計(jì)算機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。(使用方法詳見(jiàn)其說(shuō)明書(shū))

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(chǔ)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(guò)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(guò)巖心， 阻止驅(qū)替流體沿壁的滲流，通過(guò)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(mén)、管線、管件及流程

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

11．計(jì)量系統(tǒng)

壓力計(jì)量：用壓力變送器測(cè)量壓力，為保證測(cè)量精度，每個(gè)測(cè)壓點(diǎn)選用三個(gè)不同量程的壓力變送器，并可自動(dòng)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(guò)數(shù)顯表上的RS232口由計(jì)算機(jī)采集。

回壓壓力變送器：80MPa

孔隙度測(cè)量壓力變送器：1Mpa

溫度計(jì)量：采用pt100測(cè)溫探頭，XMT-7512溫控儀設(shè)定、控制、測(cè)量溫度。溫度也可由計(jì)算機(jī)設(shè)定，采集。

流量計(jì)量：采用天平稱重法計(jì)算液體流量

天平型號(hào)：BS2202S，量程2200g，精度0.01g

計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集計(jì)算流量值

含水飽和度： 采用壓差法測(cè)量巖心排出水體積。

12.氣體體流量計(jì)量：用于氣體滲透率測(cè)量，量程10sccm,500sccm,3000sccm。

13.波速測(cè)量：采用智能超聲縱橫波自動(dòng)測(cè)定儀測(cè)量縱橫波波速。

14．壓力自動(dòng)識(shí)別切換系統(tǒng)

為保證壓力測(cè)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(dòng)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(shí)采集壓力、溫度、流量、油氣水體積等。

16．自動(dòng)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)可對(duì)下列外部設(shè)備進(jìn)行控制

⑴ 注入泵：通過(guò)泵的通訊接口，計(jì)算機(jī)可對(duì)泵的注入流量進(jìn)行控制；

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

⑶ 環(huán)壓跟蹤：計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI8360端子板自動(dòng)控制環(huán)壓泵及電磁閥的開(kāi)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(dòng)切換控制；

采集、測(cè)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(yùn)行，采用VB編程。儀器工作流程顯示在界面上，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，操作人員設(shè)定好參數(shù)后就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)采集所有的壓力、溫度、流量，并控制泵的運(yùn)行，環(huán)壓泵的自動(dòng)跟蹤，壓力換向閥的換向等。

計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)處理可生成原始數(shù)據(jù)報(bào)表、分析報(bào)表以及曲線圖，同時(shí)生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式，可隨時(shí)導(dǎo)入EXCEL文檔以便用戶靈活使用。

計(jì)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(jì)，可根據(jù)不同試驗(yàn)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(yàn)；

3．關(guān)鍵部件采用進(jìn)口件，提高測(cè)試的可靠性、精確性；

4．實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(dòng)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(gòu)件齊全，可根據(jù)不同試驗(yàn)要需要，選購(gòu)我廠不同規(guī)格的模型，使儀器廣泛應(yīng)用于各種試驗(yàn)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(jì)時(shí)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(jì)極限保護(hù)壓力，當(dāng)泵壓達(dá)到極限保護(hù)壓力時(shí)自動(dòng)停泵保護(hù)。

  在流程中關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)安全閥，在電子保護(hù)失效時(shí)可打開(kāi)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(jì)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(shí)，儀器自動(dòng)切斷電源。

3．    漏電保護(hù)

儀器發(fā)生漏電時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷電源保護(hù)。

廠家提醒操作者注意如下要點(diǎn)：

* 儀器的各類儀表和計(jì)算機(jī)必須保證正確的電源輸入，必須配有自動(dòng)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(jì)壓力，特別不能高于各種檢測(cè)儀表的量程，使用氣體加壓時(shí)必須格外小心。

* 儀器的閥門(mén)設(shè)計(jì)為手動(dòng)操作，請(qǐng)按試驗(yàn)步驟預(yù)先設(shè)計(jì)好試驗(yàn)流程走向，任何一閥門(mén)的操作錯(cuò)誤均可能導(dǎo)致整個(gè)試驗(yàn)的失敗。

* 系統(tǒng)在高溫操作時(shí)，必須帶有絕熱手套，以免燙傷。

特別注意：加溫時(shí)，由于液體受熱膨脹，壓力升高，時(shí)刻注意容器內(nèi)液體壓力，以防壓力太高，超過(guò)容器使用壓力。