一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置的制作方法

本实用新型涉及石油开发配套试验设备技术领域，特别是涉及一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置。

背景技术：

岩心驱替实验能反应油气在储层中的流动规律，为准确掌握油气井生产动态、制定开发方案及挖潜措施等提供科学依据。在此类驱替实验中，产出流体常常为油、气、水三相混合物。为了研究多相流体在岩心中的渗流规律，需要在出口端实时计量每一相流体的产出情况，实验中常常出现其中的单相流体体积微小的情况，为混合流体自动以及精确计量提出了更高的要求。

目前现有技术是针对油水或气液两相计量的装置较多，且容易实现计量，而能同时进行油气水三相计量的装置较少。目前油气水三相实时计量装置通常需要在一个双h玻璃管中，先进行气液分离，气相从计量管上部流出接入气体流量计进行计量，而油水利用密度差的原理，再进行分离，而水相流体此时是穿过油层，占据了油层一定的体积，此时油水探测传感器监测到油体积增多，启动油计量系统，此时油的体积计量误差相对大一些，此种计量方法适用于大岩心模型是可以的，而对于低渗透小岩心产出液的计量误差就不适用了。

因此，如何改变现有技术中，低渗透小岩心产出液难以计量的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置，以解决上述现有技术存在的问题，使计量装置能够应用于低渗透小岩心的产出液计量，提高计量精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置，包括摄像单元、分离单元和光学平台，所述分离单元包括上平板玻璃模型、下平板玻璃模型、气相管道、进液流体管道和水相管道，所述上平板玻璃模型和所述下平板玻璃模型均由透明的玻璃材质制成，所述上平板玻璃模型和所述下平板玻璃模型之间具有间隙并形成分离池，所述上平板玻璃模型与所述下平板玻璃模型相连且二者之间设置密封垫圈，所述气相管道、所述进液流体管道和所述水相管道分别与所述分离池相连通，所述气相管道与所述分离池的顶部相连通，所述进液流体管道与所述分离池的中部相连通，所述水相管道与所述分离池的底部相连通，所述进液流体管道与所述分离池之间设置分离嘴，所述气相管道、所述进液流体管道、所述水相管道均设置于所述分离池远离所述摄像单元的一侧，所述摄像单元的镜头的轴线分别与所述上平板玻璃模型所在平面、所述下平板玻璃模型所在平面相垂直，所述气相管道、所述进液流体管道、所述水相管道的轴线分别与所述摄像单元的镜头的轴线相平行，所述光学平台包括光源。

优选地，所述上平板玻璃模型和所述下平板玻璃模型通过连接螺栓和夹紧螺母相连，所述连接螺栓和所述夹紧螺母螺纹连接，所述连接螺栓与所述上平板玻璃模型之间、所述下平板玻璃模型与所述夹紧螺母之间均设置缓冲垫，所述缓冲垫由工程塑料材质制成。

优选地，所述上平板玻璃模型和所述下平板玻璃模型上均具有能够容纳所述缓冲垫的定位沉孔。

优选地，所述上平板玻璃模型和所述下平板玻璃模型均为矩形板状结构，所述上平板玻璃模型设置于靠近所述摄像单元的一侧。

优选地，所述分离池包括相连通的长方体腔体和圆锥腔体，所述圆锥腔体设置于所述长方体腔体的顶部，所述气相管道与所述圆锥腔体的顶部相连通，所述进液流体管道和所述水相管道均与所述长方体腔体相连通。

优选地，所述分离嘴的一端伸入所述分离池中，所述分离嘴伸出所述下平板玻璃模型的一端连接有连接法兰，所述分离嘴与所述下平板玻璃模型之间设置密封元件，所述进液流体管道通过所述连接法兰与所述分离嘴相连通，所述连接法兰上设置管道压帽，所述管道压帽能够将所述进液流体管道压紧在所述连接法兰上。

优选地，所述光学平台还包括壳体和磨砂玻璃，所述光源设置于所述壳体内，所述磨砂玻璃镶嵌于所述壳体上并朝向所述分离池设置。

优选地，所述光源采用工业检测视觉平行光源，所述光源的亮度能够调节。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置，包括摄像单元、分离单元和光学平台，分离单元包括上平板玻璃模型、下平板玻璃模型、气相管道、进液流体管道和水相管道，上平板玻璃模型和下平板玻璃模型均由透明的玻璃材质制成，上平板玻璃模型和下平板玻璃模型之间具有间隙并形成分离池，上平板玻璃模型与下平板玻璃模型相连且二者之间设置密封垫圈，气相管道、进液流体管道和水相管道分别与分离池相连通，气相管道与分离池的顶部相连通，进液流体管道与分离池的中部相连通，水相管道与分离池的底部相连通，进液流体管道与分离池之间设置分离嘴，气相管道、进液流体管道、水相管道均设置于分离池远离摄像单元的一侧，摄像单元的镜头的轴线分别与上平板玻璃模型所在平面、下平板玻璃模型所在平面相垂直，气相管道、进液流体管道、水相管道的轴线分别与摄像单元的镜头的轴线相平行，光学平台包括光源。本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置工作时，首先将分离池、分离嘴进行预充流体，油气水三相流体进入分离嘴后，通过分离嘴进行分离，利用油、气、水的密度差原理，气体顺着分离池，形成气泡穿过预充的油层，气泡的大小通过摄像单元采集图像，由计算机计算出气体体积，气体通过与分离池相连通的气相管道流出；油、水介质分离后，油层及水层高度发生微量变化，光学平台的发出的光穿过分离池，通过高精度的摄像单元识别灰度值，计算出油气水微量体积，实现低渗透小岩心产出液的精确计量，为石油与天然气开采提供有力的指导依据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置的结构示意图；

图2为本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置的分离单元和光学平台的侧视图；

其中，1为摄像单元，2为光学平台，3为上平板玻璃模型，4为下平板玻璃模型，5为气相管道，6为进液流体管道，7为水相管道，8为分离池，9为分离嘴，10为连接法兰，11为管道压帽。

具体实施方式

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。

本实用新型的目的是提供一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置，以解决上述现有技术存在的问题，使计量装置能够应用于低渗透小岩心的产出液计量，提高计量精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1-2，其中，图1为本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置的结构示意图，图2为本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置的分离单元和光学平台的侧视图。

本实用新型提供一种用于低渗透岩心产出液的微计量装置，包括摄像单元1、分离单元和光学平台2，分离单元包括上平板玻璃模型3、下平板玻璃模型4、气相管道5、进液流体管道6和水相管道7，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4均由透明的玻璃材质制成，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4之间具有间隙并形成分离池8，上平板玻璃模型3与下平板玻璃模型4相连且二者之间设置密封垫圈，密封垫圈能够避免分离池8泄漏，同时设置密封垫圈为上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4定位提供了便利，气相管道5、进液流体管道6和水相管道7分别与分离池8相连通，气相管道5与分离池8的顶部相连通，进液流体管道6与分离池8的中部相连通，水相管道7与分离池8的底部相连通，进液流体管道6与分离池8之间设置分离嘴9，气相管道5、进液流体管道6、水相管道7均设置于分离池8远离摄像单元1的一侧，摄像单元1的镜头的轴线分别与上平板玻璃模型3所在平面、下平板玻璃模型4所在平面相垂直，气相管道5、进液流体管道6、水相管道7的轴线分别与摄像单元1的镜头的轴线相平行，光学平台2包括光源。

针对常规标准长度的低渗透直径为25mm的小岩心产出体积量约为3ml，分离池8设计有效体积为6ml，上平板玻璃模型3与下平板玻璃模型4之间的间隙约为1mm，且上、下部的间隙宽度均匀。本实用新型的用于低渗透岩心产出液的微计量装置工作时，首先将分离池8、分离嘴9进行预充流体，油气水三相流体进入分离嘴后，通过分离嘴9进行分离，利用油、气、水的密度差原理，气体顺着分离池8，形成气泡穿过预充的油层，气泡的大小通过摄像单元1采集图像，由计算机计算出气体体积，气体通过与分离池8相连通的气相管道5流出；油、水介质分离后，油层及水层高度发生微量变化，光学平台2的发出的光穿过分离池8，通过高精度的摄像单元1识别灰度值，计算出油气水微量体积，实现低渗透小岩心产出液的精确计量，为石油与天然气开采提供有力的指导依据，试验结束后，流体可由水相管道7排出。此处需要说明的是，本实用新型的微计量装置，进行预充流体后首先需要进行标定，然后再测量，以保证测量精确度。

其中，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4通过连接螺栓和夹紧螺母相连，上平板玻璃模型3、下平板玻璃模型4和二者之间的密封垫圈围成密封的分离池8，连接螺栓穿过上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4并用夹紧螺母固定，连接螺栓和夹紧螺母螺纹连接，连接螺栓与上平板玻璃模型3之间、下平板玻璃模型4与夹紧螺母之间均设置缓冲垫，能够有效保护上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4，缓冲垫由工程塑料材质制成，具有一定的机械强度和塑性性能。

为了便于定位缓冲垫，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4上均具有能够容纳缓冲垫的定位沉孔，缓冲垫设置于定位沉孔中，方便安装，还能够防止缓冲垫错位。

具体地，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4均为矩形板状结构，上平板玻璃模型3设置于靠近摄像单元1的一侧。在本具体实施方式中，上平板玻璃模型3和下平板玻璃模型4均采用透明度达到93％以上，且有一定厚度的光学平板玻璃制成。

更具体地，分离池8包括相连通的长方体腔体和圆锥腔体，圆锥腔体设置于长方体腔体的顶部，气相管道5与圆锥腔体的顶部相连通，进液流体管道6和水相管道7均与长方体腔体相连通。油气水三相流体通过进液流体管道6进入分离嘴9，通过分离嘴9进行分离，气体形成气泡穿过预充的油层，气体在圆锥腔体内聚集，后由气相管道5导出，圆锥腔体有利于气体完全导出。

另外，分离嘴9的一端伸入分离池8中，分离嘴9与下平板玻璃模型4之间设置密封元件，避免泄漏，分离嘴9伸出下平板玻璃模型4的一端连接有连接法兰10，进液流体管道6通过连接法兰10与分离嘴9相连通，设置连接法兰10便于分离嘴9与进液流体管道6相连，连接法兰10上设置管道压帽11，管道压帽11能够将进液流体管道6压紧在连接法兰10上。同理，气相管道5、水相管道7与分离池8相连通处也可以设置类似结构，方便连接，避免泄漏。

进一步地，光学平台2还包括壳体和磨砂玻璃，光源设置于壳体内，磨砂玻璃镶嵌于壳体上并朝向分离池8设置，壳体和磨砂玻璃成为类似灯罩的结构，以保护光源。

在本具体实施方式中，光源采用工业检测视觉平行光源，工作电压为24v安全电压，功率为30w，24v圆形接头，3m长的电源延长线，光源的亮度能够调节，以保证各种微量计量的需要，提高微计量装置的适应性。

针对常规标准长度的低渗透直径25mm的小岩心产出体积量约为3ml，分离池8设计有效体积为6ml，上平板玻璃模型3与下平板玻璃模型4的夹层厚度约为1mm，且夹层的上、下整体厚度均匀。岩心模拟实验前，先将分离池8及分离嘴9进行预充流体。油气水三相流体进入分离嘴9，通过分离嘴9端面的分离槽进行分离，利用油、气、水的密度差原理，气体顺着分离槽，形成气泡穿过预充的油层，气泡的大小通过摄像机采集图像，由计算机计算出气体体积，气体通过分离池8的锥形腔体聚集，流出气相管道5。油、水介质分离后，油层及水层高度发生微量变化，利用光学平台2光学强度穿过分离池8，通过高精度摄像单元1识别灰度值，计算出油气水微量体积，实现流体精确计量。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。