[发明专利]多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔介质多相流曲线测定及流型观测的实验装置，特别是多功能的多孔介质多相流相对渗透率与饱和度曲线测定及流型观测的实验装置，属于地下水探测技术领域。

技术背景

多孔介质是指含有大量孔隙的固体。也就是说，是指固体材料中含有孔隙、微裂缝等各种类型毛细管体系的介质。多孔介质多相流是指以多孔介质为固相，其它相可以是气相或者液相的流动过程，例如，对于非饱和多孔介质渗流过程，通常是多孔介质为固相，水为液相，空气为气相的多孔介质多相渗流过程。相对渗透率是指在两种不可混溶流体同时通过多孔介质的流动过程中，一相流体在其某一饱和度下的渗透率与多孔介质固有的绝对渗透率的比值。多孔介质多相流相对渗透率与饱和度曲线（以下简称相对渗透率曲线）是指某一流体在不同饱和度下与该流体的相对渗透率关系。相对渗透率曲线是多相渗流的一个重要特性，是油田开发、地下水污染冶理中的重要关系曲线。在多孔介质多相流的流动过程中，其流型表现形式通常与多孔介质、流体自身特性有关，因此其表现形式是多种多样的。如何在实验室内有效控制与流型表现形式相关的特性以及观测是十分重要的问题，解决该问题可以更客观地了解多孔介质多相流动的机理。目前，国内外在多孔介质多相流相对渗透率与饱和度曲线关系研究领域，开展了较多机理方面研究，部分实验研究只针对特定介质。因此，开发一种多功能的多孔介质多相流相对渗透率与饱和度曲线测定及流型观测的实验装置具有重大的现实意义。

发明内容

本发明目的是针对现有技术不足，提供一种设计新颖，结构简单，功能多，数字化测定多孔介质多相流相对渗透率与饱和度曲线及流型观测的一种多功能实验装置。

本发明的技术方案是：

一种多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，包括图像采集系统、流速控制系统以及多功能人工平面多孔介质模型，其中：

图像采集系统，用于采集多功能人工平面多孔介质模型的流型并存储；

流速控制系统，用于控制供给多功能人工平面多孔介质模型中液相和/或气相的注入速率比；

多功能人工平面多孔介质模型，用于向图像采集系统提供流型采集状态，并通过导流管与流速控制系统相连。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，所述多功能人工平面多孔介质模型，包括两层有机玻璃板以及压设于该两层有机玻璃板之间的缺口钢制框架，所述钢制框架的中间呈缺口设置，且钢制框架的中间缺口与前述两层有机玻璃板围接而成的腔体内密封充填多孔介质；所述腔体分别开设与导流管连接的流体进口和流体出口。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，所述两层有机玻璃板外侧设置钢制框架，通过紧固装置将钢制框架、有机玻璃板以及中间缺口钢制框架三者固定连接。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，所述紧固装置为螺栓或者螺钉。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，缺口钢制框架厚度1~2cm，进口和出口半径为0.5cm。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，图像采集系统包括CCD照相机、计算机、监视器、照明灯，CCD照相机与计算机、监视器相连，照明灯被安置在多功能人工平面多孔介质模型上方和下方。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，流速控制系统包括通过液相和/或气相储备箱将不同液体或者气体分别供给多功能人工平面多孔介质模型的蠕动泵，蠕动泵与多功能人工平面多孔介质模型之间分别设置阀门。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，多功能人工平面多孔介质模型的进口和出口端分别设置一号测压管和二号测压管，二号测压管的一端与多功能人工平面多孔介质模型的出口端之间设置阀门，二号测压管另一端与收集器相连。

所述多孔介质多相流曲线测定及流型观测实验装置，所述储备箱（9，10）中分别储备油和水，所述油和/或水中添加颜色指示剂。