一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置及方法

本发明涉及界面张力测量，具体为一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置及方法。

背景技术：

1、在油田三次采油工艺研究中，对乳液、聚合物、表面活性剂界面张力分析测值实验操作时，旋转液滴法测量是使用最为广泛的方法，旋转滴界面张力仪是界面化学分析仪器中较为常见的一种界面张力测量工具，主要用于实验室样品界面张力的测量，界面张力是表征液体表面分子间相互作用力的重要物理量，对于理解液体的物理性质和化学性质至关重要。旋转滴界面张力仪通过高速旋转产生的离心力来模拟和分析液滴在界面上的动态行为，通过测量液滴的形状变化，可以精确地计算出液体的界面张力。

2、现有利用旋转滴界面张力仪对界面张力测量时，只能对单一样品进行离心测量，测量效率低，且不便于对样品进行更换和观察测量，测量易受到外部干扰；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置及方法，以解决上述背景技术中提出现有利用旋转滴界面张力仪对界面张力测量时，只能对单一样品进行离心测量，测量效率低，且不便于对样品进行更换和观察测量，测量易受到外部干扰的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置，包括测量控制机构、观察调节机构和离心保温机构，所述测量控制机构的上端面安装有观察调节机构，所述观察调节机构的一端安装有离心保温机构，所述测量控制机构包括支撑底座，所述支撑底座的上端面固定安装有接电安装盒，所述接电安装盒上端面的后端安装有防护套；

3、所述离心保温机构包括隔温安装罩，所述隔温安装罩与防护套转动连接，所述隔温安装罩的一端转动连接有分隔板，所述隔温安装罩一端的内侧固定安装有定位盘，所述定位盘一侧的中部转动连接有中心齿轮，所述中心齿轮的外侧活动安装有四个行星轮，所述行星轮的一端安装有置料增温单元，所述置料增温单元包括红外线石英玻璃加热管，所述红外线石英玻璃加热管的内侧安装有置料套管，所述置料套管的一端安装有定位套管；

4、所述观察调节机构包括调节从动轮，所述调节从动轮与分隔板固定连接，所述调节从动轮的底端安装有调节主动轮，所述调节主动轮的一侧安装有传动连杆，所述传动连杆的上端固定安装有传动块。

5、优选的，所述测量控制机构还包括有与接电安装盒的前端固定连接的控制面板，所述控制面板的前端面固定安装有显示屏，所述接电安装盒上端面的前端固定安装有器件安装座，所述器件安装座的后端面固定安装有摄像头，所述摄像头的外侧安装有多个补光灯珠，所述接电安装盒的后端转动连接有遮光防护罩，所述防护套的外侧设有限位条，所述限位条的一侧安装有腰型观察窗，所述防护套的两端均安装有两个弧形卡箍条，相邻两个所述弧形卡箍条上端的内侧安装有一个锁紧旋钮。

6、优选的，所述离心保温机构还包括有与隔温安装罩的另一端固定连接的第二电机安装座，所述第二电机安装座一侧的中部固定安装有第二传动电机，所述隔温安装罩中部的内侧安装有透明保温盒，所述透明保温盒的内侧设有四个定位腔，所述定位套管的一端转动连接有限位块。

7、优选的，所述观察调节机构还包括有与接电安装盒的后端固定连接的第一电机安装座，所述第一电机安装座中部的内侧固定安装有第一传动电机，所述调节从动轮的一侧设有四个上下料孔。

8、优选的，所述遮光防护罩的内壁设有遮光膜，所述器件安装座的前端面与遮光防护罩前端的内壁贴合接触，所述器件安装座与摄像头和多个补光灯珠通过电性连接，所述防护套与腰型观察窗和限位条均固定连接，所述腰型观察窗的材质为透明亚克力，四个所述弧形卡箍条的底端均与接电安装盒固定连接，相邻两个所述弧形卡箍条的上端均与锁紧旋钮通过螺纹连接，所述隔温安装罩的两端与接电安装盒均通过锁紧旋钮和两个弧形卡箍条锁紧安装。

9、优选的，所述第一传动电机的输出端贯穿第一电机安装座并与传动连杆的上端通过传动块固定连接，所述调节从动轮与第一传动电机同轴，所述调节从动轮与调节主动轮通过齿间啮合连接，所述调节从动轮和调节主动轮均与传动连杆转动连接。

10、优选的，四个所述上下料孔相对于调节从动轮的轴线呈圆周排列，所述限位块设置在上下料孔的内侧，所述调节从动轮与四个限位块通过螺纹连接，所述限位块与置料套管同轴。

11、优选的，所述第二传动电机与隔温安装罩通过第二电机安装座固定连接，所述第二传动电机的输出端贯穿定位盘并与中心齿轮通过平键连接，所述中心齿轮和四个行星轮均与定位盘转动连接，所述中心齿轮与四个呈圆周排列的行星轮均通过齿间啮合连接。

12、优选的，所述红外线石英玻璃加热管设置在定位腔的内侧，所述红外线石英玻璃加热管远离定位套管的一端贯穿透明保温盒并插接至行星轮的内侧，所述定位套管贯穿透明保温盒并插接至红外线石英玻璃加热管的内侧，所述定位套管与置料套管固定连接，所述置料套管的两侧均设有腰型观察孔。

13、一种模拟高温储层多相流体界面张力测量装置的使用方法，包括以下步骤：

14、s1：将用于测量界面张力的样品放置在样品管中，并将样品管置于置料套管的内侧，定位腔与上下料孔同轴，在定位腔的内侧安装有红外线石英玻璃加热管，使得置料套管通过上下料孔插入至红外线石英玻璃加热管的内侧，进而通过红外线石英玻璃加热管对置料套管进行定位防护，而后将限位块与调节从动轮通过螺纹连接并对上下料孔进行封堵，进而能够实现对定位套管的限位，避免在高速离心过程中置料增温单元从定位腔内滑出；

15、s2：接通电源，通过控制面板和显示屏对测量过程中的温度、转速和离心时间进行设定，隔温安装罩与接电安装盒通过弧形卡箍条和锁紧旋钮锁紧安装，启动第二传动电机，使得第二传动电机在第二电机安装座和隔温安装罩的支撑作用下驱动中心齿轮在定位盘一侧的中部进行转动，进而中心齿轮通过行星轮同步带动四个置料增温单元在定位腔的内侧进行高速自转操作，实现对置料套管内部的样品进行高速离心操作，同时通过红外线石英玻璃加热管能够对样品进行均匀增温；

16、s3：在置料套管的两侧均设有腰型观察孔，在对样品高温离心后进行测量和观察时，启动第一传动电机，使得第一传动电机在第一电机安装座的支撑作用下通过传动块和传动连杆带动调节主动轮相对于分隔板进行旋转，进而调节主动轮通过调节从动轮和分隔板同步带动四个置料增温单元沿第一传动电机的轴线进行转动，同时四个置料增温单元能够带动透明保温盒在隔温安装罩的内侧进行旋转，进而能够对置料增温单元的角度进行调节；

17、s4：将防护套带动腰型观察窗和限位条在隔温安装罩的外侧进行旋转拨动，进而防护套在限位条的限位作用能够精确且快速对腰型观察窗的角度进行确定，进而摄像头在遮光防护罩的遮光作用下通过多个补光灯珠进行补光能够透过腰型观察窗和腰型观察孔对样品进行图像采集和状态测量，进而实现对多相流体的界面张力进行测量操作，通过遮光防护罩和补光灯珠能够有效避免外部光线对摄像头的干扰，有效提高测量准确性；

18、s5：通过对遮光防护罩进行转动并对防护套进行反向拨动，进而能够满足人员通过腰型观察窗和腰型观察孔对样品的目视观察操作，通过对限位块与调节从动轮进行分离即可对置料套管从红外线石英玻璃加热管内抽出，进而便于对样品进行取放和更换，操作简便。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1、本发明将用于测量界面张力的样品放置在样品管中，并将样品管置于置料套管的内侧，将限位块与调节从动轮通过螺纹连接并对上下料孔进行封堵，进而能够实现对定位套管的限位，避免在高速离心过程中置料增温单元从定位腔内滑出，第二传动电机通过中心齿轮驱动行星轮同步带动四个置料增温单元在定位腔的内侧进行高速自转操作，实现对置料套管内部的样品进行高速离心操作，同时通过红外线石英玻璃加热管能够对样品进行均匀增温，有效提高对样品的处理效率；

21、2、本发明在置料套管的两侧均设有腰型观察孔，第一传动电机通过传动块和传动连杆带动调节主动轮相对于分隔板进行旋转，进而调节主动轮通过调节从动轮和分隔板同步带动四个置料增温单元进行转动，实现对置料增温单元的角度进行调节，防护套在限位条的限位作用能够精确且快速对腰型观察窗的角度进行确定，摄像头在遮光防护罩的遮光作用下通过多个补光灯珠进行补光能够透过腰型观察窗和腰型观察孔对样品进行图像采集和状态测量，有效避免外部光线对摄像头的干扰，有效提高测量准确性。