一种振荡酸化评价装置

摘要

本发明涉及一种振荡酸化评价装置，包括相互连接的实验发生机构、实验监测机构、回压补偿机构，所述实验发生机构用于模仿在岩芯堵塞采油通道时，对采油助剂施加预设的频率与压力，使采油助剂作用于岩芯；所述实验监测机构用于监测实验发生机构中各项参数；所述回压补偿机构用于通过所述实验监测机构采集的参数对所述实验发生机构中的压力进行补偿。本发明可以用于研究各类采油助剂对不同岩芯的作用效果，以完善该技术。同时，该试验系统用作教学展示使用时，能较直观地演示岩芯破坏对比实验，以证明振动波加化学解堵剂相结合效果更好、且过流通道不易发生堵塞、可靠性更好。

权利要求

1.一种振荡酸化评价装置，其特征在于，包括相互连接的实验发生机构、实验监测机构、回压补偿机构，

所述实验发生机构用于模仿在岩芯(6)堵塞采油通道时，对采油助剂施加预设的频率与压力，使采油助剂作用于岩芯(6)；

所述实验发生机构包括通过液管依次连通的油缸(2)、调频活塞腔(3)、岩芯夹持腔体(5)和集液池(7)，所述油缸(2)内设有第一活塞(1)，所述第一活塞(1)与外部动力源连接，所述第一活塞(1)与所述油缸(2)密闭连接，并可沿所述油缸(2)的内壁做活塞运动；所述调频活塞腔(3)内设有调频活塞(4)，所述调频活塞(4)与所述调频活塞腔(3)密闭连接，并可沿所述调频活塞腔(3)的内壁做活塞运动；所述岩芯夹持腔体(5)内固定设有岩芯(6)，所述岩芯(6)与所述岩芯夹持腔体(5)密闭连接；所述岩芯夹持腔体(5)靠近所述调频活塞腔(3)的一端为溶液腔(501)，所述溶液腔(501)内填充采油助剂，所述岩芯夹持腔体(5)背离所述调频活塞腔(3)的一端为空气腔(502)，所述空气腔(502)的端部设有排水管(18)，所述排水管(18)接入所述集液池(7)；

所述实验监测机构用于监测实验发生机构中各项参数；

所述回压补偿机构用于通过所述实验监测机构采集的参数对所述实验发生机构中的压力进行补偿。

2.根据权利要求1所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述实验监测机构包括数据采集控制系统(8)以及分别与所述数据采集控制系统(8)信号连接的第一压力计(9)、流量计(10)，所述第一压力计(9)设置在所述调频活塞腔(3)与所述岩芯夹持腔体(5)之间的管路中，所述流量计(10)设置在所述排水管(18)上。

3.根据权利要求2所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述实验发生机构还设有节流阀(11)，所述节流阀(11)设置在所述流量计(10)与所述集液池(7)之间的所述排水管(18)上。

4.根据权利要求2所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述回压补偿机构包括伺服泵(12)、第二压力计(13)，所述伺服泵(12)、第二压力计(13)分别与所述数据采集控制系统(8)信号连接，所述第二压力计(13)设置于所述油缸(2)与所述调频活塞腔(3)之间的管路中，所述伺服泵(12)的进水端接入所述集液池(7)，所述伺服泵(12)的出水端连通所述油缸(2)与所述调频活塞腔(3)之间的管路。

5.根据权利要求4所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述油缸(2)下方设有固定螺栓(17)，所述固定螺栓(17)将所述油缸(2)固定安装在所述调频活塞腔(3)上方，使所述油缸(2)与所述调频活塞腔(3)之间的管道保持竖直，所述第二压力计(13)安装在所述固定螺栓(17)上。

6.根据权利要求1所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述实验发生机构还设有单向节流阀(14)，所述单向节流阀(14)设置在所述调频活塞腔(3)与所述岩芯夹持腔体(5)之间的管路中。

7.根据权利要求6所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述实验发生机构还设有安全阀(15)，所述安全阀(15)一端连通所述单向节流阀(14)与所述岩芯夹持腔体(5)之间的管路，所述安全阀(15)的另一端连通所述集液池(7)。

8.根据权利要求4所述一种振荡酸化评价装置，其特征在于，所述伺服泵(12)上还设有伺服驱动器(16)，所述伺服泵(12)通过所述伺服驱动器(16)与所述数据采集控制系统(8)信号连接。

说明书

一种振荡酸化评价装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水力压裂实验设备领域,具体涉及一种振荡酸化评价装置。

背景技术

[0002] 酸化解堵技术是我国大部分油田解决注水井注水压力高，解除地层堵塞的主要技术之一，然而常规酸化技术的酸化有效距离和有效周期都短，现有方法已不能完全适应油
田注水开发的需要，为了克服这一缺陷，近年来，随着单井措施、大型酸压工艺不断增多，加
之各类采油助剂的规模应用，产生大量的酸化油、老化油，早期直接进入联合站处理系统，
对原油处理系统造成较大的冲击。有鉴于此，提出了将振动波与化学解堵剂有机地结合的
一种新技术，该技术既利于渗流作用，又能减少或抑制了堵塞物的二次形成，不仅可以提高
化学作用效果，延长化学作用距离，又保持了化学处理效果，延长作用有效期。因此，该技术
对于中低渗透性及特低渗透性开发油田，具有清洗炮眼，解除近井地带堵塞的作用。为了研
究各类采油助剂对不同岩芯的作用效果，以完善该技术，以及用于教学展示，需要研发一套
振荡酸化评价装置。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种振荡酸化评价装置，可以用于研究各类采油助剂对不同岩芯的作用效果，以完善该技术，以及用于教学展示。

[0004] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

[0005] 一种振荡酸化评价装置，包括相互连接的实验发生机构、实验监测机构、回压补偿机构，

[0006] 所述实验发生机构用于模仿在岩芯堵塞采油通道时，对采油助剂施加预设的频率与压力，使采油助剂作用于岩芯；

[0007] 所述实验监测机构用于监测实验发生机构中各项参数；

[0008] 所述回压补偿机构用于通过所述实验监测机构采集的参数对所述实验发生机构中的压力进行补偿。

[0009] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0010] 进一步，所述实验发生机构包括通过液管依次连通的油缸、调频活塞腔、岩芯夹持腔体、集液池，所述油缸内设有第一活塞，所述第一活塞与外部动力源连接，所述第一活塞
与所述油缸密闭连接，并可沿所述油缸的内壁做活塞运动；所述调频活塞腔内设有调频活
塞，所述调频活塞与所述调频活塞腔密闭连接，并可沿所述调频活塞腔的内壁做活塞运动；
所述岩芯夹持腔体内固定设有岩芯，所述岩芯与所述岩芯夹持腔体密闭连接；所述岩芯夹
持腔体靠近所述调频活塞腔的一端为溶液腔，所述溶液腔内填充采油助剂，所述岩芯夹持
腔体背离所述调频活塞腔的一端为空气腔，所述空气腔的端部设有排水管，所述排水管接
入所述集液池。

[0011] 进一步，所述实验监测机构包括数据采集控制系统以及分别与所述数据采集控制系统信号连接的第一压力计、流量计，所述第一压力计设置在所述调频活塞腔与所述岩芯
夹持腔体之间的管路中，所述流量计设置在所述排水管上。

[0012] 进一步，所述实验发生机构还设有节流阀，所述节流阀设置在所述流量计与所述集液池之间的所述排水管上。

[0013] 进一步，所述回压补偿机构包括伺服泵、第二压力计，所述伺服泵、第二压力计分别与所述数据采集控制系统信号连接，所述第二压力计设置于所述油缸与所述调频活塞腔
之间的管路中，所述伺服泵的进水端接入所述集液池，所述伺服泵的出水端连通所述油缸
与所述调频活塞腔之间的管路。

[0014] 进一步，所述油缸下方设有固定螺栓，所述固定螺栓将所述油缸固定安装在所述调频活塞腔上方，使所述油缸与所述调频活塞腔之间的管道保持竖直，所述第二压力计安
装在所述固定螺栓上。

[0015] 进一步，所述实验发生机构还设有单向节流阀，所述单向节流阀设置在所述调频活塞腔与所述岩芯夹持腔体之间的管路中。

[0016] 进一步，所述实验发生机构还设有安全阀，所述安全阀一端连通所述单向节流阀与所述岩芯夹持腔体之间的管路，所述安全阀的另一端连通所述集液池。

[0017] 进一步，所述伺服泵上还设有伺服驱动器，所述伺服泵通过所述伺服驱动器与所述数据采集控制系统信号连接。

[0018] 本发明的有益效果是：通过采用外加动力源、活塞油缸与调频活塞相配合来模拟一定频率冲击情况下，岩芯在一定采油助剂(例如酸度溶液)中的溶解情况。将其与静态情
况岩芯在一定酸度溶液中的溶解情况，形成对比实验数据，研究不同酸度的采油助剂对应
的较优振动冲击频率。可以用于研究各类采油助剂对不同岩芯的作用效果，以完善该技术。
同时，该试验系统用作教学展示使用时，能较直观地演示岩芯破坏对比实验，以证明振动波
加化学解堵剂相结合效果更好、且过流通道不易发生堵塞、可靠性更好。

附图说明

[0019] 图1为本发明组成原理示意图。

[0020] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0021] 1、第一活塞，2、油缸，3、调频活塞腔，4、调频活塞，5、岩芯夹持腔体，501、溶液腔，502、空气腔，6、岩芯，7、集液池，8、数据采集控制系统，9、第一压力计，10、流量计，11、节流
阀，12、伺服泵，13、第二压力计，14、单向节流阀，15、安全阀，16、伺服驱动器，17、固定螺栓，
18、排水管。

具体实施方式

[0022] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0023] 如图1所示的一种振荡酸化评价装置，包括相互连接的实验发生机构、实验监测机构、回压补偿机构，

[0024] 所述实验发生机构用于模仿在岩芯6堵塞采油通道时，对采油助剂施加预设的频率与压力，使采油助剂作用于岩芯6；

[0025] 所述实验监测机构用于监测实验发生机构中各项参数；

[0026] 所述回压补偿机构用于通过所述实验监测机构采集的参数对所述实验发生机构中的压力进行补偿。

[0027] 当不施加外部动力源时，实验发生机构模仿静态实验，即仅使用采油助剂腐蚀溶解堵塞采油通道的岩芯6的情况，操作人员记录下实验监测机构记录的数据，例如液压数
据、溶解时间数据。当施加外部动力源时，实验发生机构模仿动态的实验，即在设定的频率
与压力下，采油助剂对岩芯6进行腐蚀溶解的情况；此时实验监测机构监测采油助剂的液
压、溶解时间等数据，以便于后续各种测试条件的测试数据进行比对。压力补偿机构根据实
验监测机构的监测数据对实验发生机构的液压进行补偿，以保持实验发生机构的动力不
变。动态实验时，还可根据不同浓度的采油助剂调整外加动力源的频率与压力，以研究各种
浓度下实验效果最优的频率与压力组合。

[0028] 在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。

[0029] 本实施例中，如图1所示，所述实验发生机构包括通过液管依次连通的油缸2、调频活塞腔3、岩芯夹持腔体5、集液池7，所述油缸2与调频活塞腔3之间、所述调频活塞腔3与所
述岩芯夹持腔体5之间的液管内均填充有采油助剂。所述油缸2内设有第一活塞1，所述第一
活塞1与外部动力源连接，所述第一活塞1与所述油缸2密闭连接，并可沿所述油缸2的内壁
做活塞运动。所述调频活塞腔3内设有调频活塞4，所述调频活塞4与所述调频活塞腔3密闭
连接，并可沿所述调频活塞腔3的内壁做活塞运动。所述岩芯夹持腔体5内固定设有岩芯6，
所述岩芯6与所述岩芯夹持腔体5密闭连接；所述岩芯夹持腔体5靠近所述调频活塞腔3的一
端为溶液腔501，所述溶液腔501内填充采油助剂，所述岩芯夹持腔体5背离所述调频活塞腔
3的一端为空气腔502，所述空气腔502的端部设有排水管18，所述排水管18接入所述集液池
7。

[0030] 当在活塞上施加外部动力源时，活塞在油缸2内做活塞运动，推动液管内的液体移动。液管内的液体推动调频活塞腔3内的调频活塞4进行移动，从而实现了外部动力源对调
频活塞4调节振动频率以及振动幅度的目的。调频活塞4将振动施加到岩芯夹持腔体5内的
采油助剂上，实现采油助剂对于岩芯6的振动冲击。可通过调整外部动力源，以调整活塞在
油缸2内的振动频率与行程，从而达到调节采油助剂对岩芯6的振动冲击频率与幅度。

[0031] 本实施例的采油助剂采用HCL溶液。可通过调节HCL溶液的浓度，模仿不同酸度的采油助剂对岩芯6作用的不同效果。

[0032] 进一步，所述实验监测机构包括数据采集控制系统8以及分别与所述数据采集控制系统8信号连接的第一压力计9、流量计10，所述第一压力计9设置在所述调频活塞腔3与
所述岩芯夹持腔体5之间的管路中，所述流量计10设置在所述排水管18上。第一压力计9用
于监控作用于岩芯6的采油助剂的液压并反馈到数据采集控制系统8中。流量计10用于监控
空气腔502内的气体流通情况，以确定岩芯6是否被腐蚀贯穿，以及被腐蚀后在岩芯夹持腔
体5中是否形成二次堵塞。

[0033] 进一步，所述实验发生机构还设有节流阀11，所述节流阀11设置在所述流量计10与所述集液池7之间的所述排水管18上。节流阀11用于在岩芯6被腐蚀贯穿后，使采油助剂
缓慢从排水管18排出，防止采油助剂在液压作用下喷出排水管18，对集液池7造成冲击，引
起酸性液体飞溅。

[0034] 进一步，所述回压补偿机构包括伺服泵12、第二压力计13，所述伺服泵12、第二压力计13分别与所述数据采集控制系统8信号连接，所述第二压力计13设置于所述油缸2与所
述调频活塞腔3之间的管路中，所述伺服泵12的进水端接入所述集液池7，所述伺服泵12的
出水端连通所述油缸2与所述调频活塞腔3之间的管路。当第二压力计13监测到油缸2与调
频活塞4之间的液压低于预设值时，数据采集控制系统8驱动伺服泵12运转，将集液池7中的
液体抽入油缸2与调频活塞4之间的管路中，以补偿该管路中的液压。

[0035] 进一步，所述油缸2下方设有固定螺栓17，所述固定螺栓17将所述油缸2固定安装在所述调频活塞腔3上方，使所述油缸2与所述调频活塞腔3之间的管道保持竖直，所述第二
压力计13安装在所述固定螺栓17上。固定螺栓17安装在支撑件上(例如墙壁、实验支撑架、
实验台等)，为油缸2提供有效的定位，将油缸2固定安装在调频活塞4的正上方，使油缸2与
调频活塞腔3之间的管道保持竖直，在油缸2中第一活塞1上施加外加动力源的时候可以减
小管道弯曲带来的阻力。第二压力计13安装在固定螺栓17上，固定螺栓17为第二压力计13
的安装提供了支撑点，使得管道中压力检测更加准确。

[0036] 进一步，所述实验发生机构还设有单向节流阀14，所述单向节流阀14设置在所述调频活塞腔3与所述岩芯夹持腔体5之间的管路中。单向节流阀14使实验过程中压力保持稳
定状态。

[0037] 进一步，所述实验发生机构还设有安全阀15，所述安全阀15一端连通所述单向节流阀14与所述岩芯夹持腔体5之间的管路，所述安全阀15的另一端连通所述集液池7。当作
用于岩芯6的采油助剂的液压超过安全阀15的压力预设值时，安全阀15开启，释放部分采油
助剂到集液池7中，以维持管路中的液压。

[0038] 进一步，所述伺服泵12上还设有伺服驱动器16，所述伺服泵12通过所述伺服驱动器16与所述数据采集控制系统8信号连接。数据采集控制系统8发出控制指令到伺服驱动器
16，伺服驱动器16发出驱动信号以驱动伺服泵12运转。

[0039] 本实施例通过采用外加动力源、活塞油缸2与调频活塞4相配合来模拟一定频率冲击情况下，岩芯6在一定采油助剂(例如酸度溶液)中的溶解情况。将其与静态情况岩芯6在
一定酸度溶液中的溶解情况，形成对比实验数据，研究不同酸度的采油助剂对应的较优振
动冲击频率。可以用于研究各类采油助剂对不同岩芯6的作用效果，以完善该技术。同时，该
试验系统用作教学展示使用时，能较直观地演示岩芯6破坏对比实验，以证明振动波加化学
解堵剂相结合效果更好、且过流通道不易发生堵塞、可靠性更好。

[0040] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。