[发明专利]一种超高压逐级加压式密封岩心夹持器

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量油气藏储层岩石物性参数的一种超高压逐级加压式密封岩心夹持器。

背景技术

实验室在测量岩石的物性参数如岩石渗透率、饱和度等时，首先要用各种材料的密封套将岩心密封，然后将密封的岩心放入岩芯夹持器中，在轴压的作用下，测量流体从岩心的一端到另一端的通过能力。目前，国内外岩芯夹持器的加压方式主要有三种类型：第一种是液压式，它通过具有一定压力的液体来实现对岩石样品的加压；第二种是气压式，它使用空气或氮气作为加压介质；第三种是机械式，它不借助气体或液体等介质，紧靠机械压实厚壁橡皮套来密封岩心样品侧表面。

在实际应用当中，机械式多为手动加压方式，压力的控制精度难以掌握。目前，国内外石油地质实验室应用较广泛的是气压和液压的方式加压，从使用效果看，气压用于压力较低时，液压用于压力较高时。在上述两种实验室常用的加压方式下，夹持器的胶皮筒容易损坏，致使其密封性能降低，严重时能够被实验流体腐蚀，加压时由于压差的作用，使岩心承压不稳定，导致岩心实验的误差较大。随着超高温高压油气藏的发现，需要对其储层条件下的流体进行相关的实验研究，这就对实验设备加压方式下的密封方式提出了更高的技术要求。在上述两种加压方式下的岩芯夹持器中，面临的最大的问题是如何实现超高压下的密封问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高压逐级加压式密封岩心夹持器，能够适用于超高压高温（最高工作压力超过200MPa）的实验条件，其密封可靠、承受压差能力强，且结构简单、拆卸方便。

为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。

一种超高压逐级加压式密封岩心夹持器，主要由圆柱形的筒体、堵头、压帽、岩心套、探头、夹持器支架组成，装有岩心的岩心套位于筒体中，岩心套的左右端均有探头，用于固定岩心的位置，筒体与岩心套之间有一环形空间，筒体的两端有实验流体进出的管线，该管线与岩心套中的岩心连通；筒体外有岩心夹持器支架，用于模拟不同井斜角状态下的岩心；筒体两端均有压帽和堵头，压帽位于筒体和堵头之间，两端堵头上均有加压孔和连接孔，堵头左端的加压孔与轴压加注孔连通，通过该加压孔对岩心加轴向压力，堵头右端的加压孔与围压加注孔连通，通过该加压孔向环形空间加围压，每个压帽与筒体之间均设有密封装置，该密封装置包括3个或3个以上的软密封圈，该软密封圈采用氟橡胶材料，密封圈之间都有连接孔，所述密封圈之间的连接孔和堵头的连接孔连通。

所述压帽用于固定堵头，所述堵头用于固定探头，所述探头用于固定岩心位置。

所述筒体上有垂直于筒体轴线的漏油指示孔。

当岩心夹持器的堵头与筒体通过压帽连接后，用加压泵向连接孔内打压，每级密封圈之间的压差为单级软密封压差的最大值。如1-2级之间为70MPa，2-3级可加140MPa，3-4级可加210MPa，逐级加压可实现岩心夹持器内部超高压的端头密封。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）采用逐级加压密封方法，解决了现有岩心夹持器超高压工作时的密封可靠性问题；

（2）用探头固定岩心的位置，加压孔单向轴向加压，减少了岩心轴向位移引起的体积误差；

（3）岩心密封套采用特殊高分子材料，使岩心套更加耐腐蚀性、承受的压差更高、密封性能更好，该种材质的岩心套既保证了氟橡胶材质的岩心套的密封性能，又极大超过了传统铅材质岩心套的承受压差能力；

（4）旋转岩心夹持器的筒体，能够模拟不同井斜角的油井岩心。

附图说明

图1为本发明超高压逐级加压式密封岩心夹持器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看图1。一种超高压逐级加压式密封岩心夹持器，主要由圆柱形的筒体、堵头、压帽、岩心套、夹持器支架组成，装有岩心5的岩心套4位于筒体3中，岩心套的左右端均有探头16，筒体3与岩心套4之间有一环形空间6，筒体的两端有实验流体进出的管线9，该管线与岩心套4中的岩心5连通，筒体3外有岩心夹持器支架11；筒体3两端均有压帽2和堵头1，压帽2位于筒体3和堵头1之间，每个堵头均有加压孔和连接孔，堵头左端的加压孔12与岩心套探头的轴压加注孔10连通，堵头右端的加压孔14和环形空间的围压加注孔15连通，每个压帽2与筒体3之间均设有密封装置7，该密封装置包括3个或3个以上的软密封圈，该软密封圈采用氟橡胶材料，密封圈之间都有连接孔，密封圈的连接孔和堵头的连接孔8连通。

所述筒体上有垂直于筒体轴线的漏油指示孔13。