[发明专利]一种测量岩心渗透率随压力变化的试验装置及试验方法

说明书

一种测量岩心渗透率随压力变化的试验装置及试验方法，该装置包括液压缸、伺服电动机、PLC控制器、水箱。水箱通过进水管与液压缸连通，所述进水管上设有进水阀；液压缸上端通过出水管与岩心连通，所述出水管上设有压力传感器、压力表、出水阀；液压缸下端通过排空管与液压缸连通，所述排空管上设有空气阀；所述进水阀、压力传感器、出水阀、空气阀均连接PLC控制器；PLC控制器连接伺服电动机，伺服电动机通过减速齿轮副连接液压缸的活塞杆，用于带动活塞上下运动。本发明能够任意设定试验压力值，自动识别不同岩心样品的特性。采用优化的控制策略实现快速升压、保压、跟踪压力值，超调量小或不超调。

技术领域

本发明涉及岩心渗透率试验技术领域，特别是一种测量岩心渗透率随压力变化的试验装置及试验方法。

背景技术

岩心渗透率对油田产油量及生产方式、产油措施影响巨大，准确测量岩心渗透率及岩心渗透率随压力变化的情况，有助于采用相应生产措施提高石油产量，因此研究意义重大。

目前，岩心渗透率测试仪只能测试一种围压下岩心的渗透率，石油工业利用达西原理测试岩心渗透率就是采用的定压法。该类测试仪器一般功能较为单一，仅仅能够测试固定压力下岩心渗透率，而且只能完成一种介质的渗透性的测定，无法根据试验对象介质特性进行自适应测试。目前没有测试岩心渗透率随压力变化的试验装置，因而无法研究流体压力变化对岩心渗透率的影响，无法进行压力不断变化下岩心特性技术分析。

发明内容

本发明提供一种测量岩心渗透率随压力变化的试验装置及试验方法，能够任意设定试验压力值，自动识别不同岩心样品的特性。采用优化的控制策略实现快速升压、保压、跟踪压力值，超调量小或不超调。

本发明采取的技术方案为：

一种测量岩心渗透率随压力变化的试验装置，该装置包括：

液压缸、伺服电动机、PLC控制器、水箱；

水箱通过进水管与液压缸连通，所述进水管上设有进水阀；

液压缸上端通过出水管与岩心连通，所述出水管上设有压力传感器、压力表、出水阀；

液压缸下端通过排空管与液压缸连通，所述排空管上设有空气阀；

所述进水阀、压力传感器、出水阀、空气阀均连接PLC控制器；

PLC控制器连接伺服电动机，伺服电动机通过减速齿轮副连接液压缸的活塞杆，用于带动活塞上下运动。

所述PLC控制器连接触摸屏，触摸屏用于设置恒压值、启停命令，或者显示压力曲线、压差曲线。

所述PLC控制器连接上位机，上位机用于设置恒压值、压差值、启停命令，显示和记录压力曲线、压差曲线；上位机与Internet网连接，实现设备互联和远程监控功能。

所述PLC控制器通过驱动器连接伺服电动机。

一种测量岩心渗透率随压力变化的试验方法，包括以下步骤：

步骤一：打开进水阀、空气阀，关闭出水阀；

步骤二：PLC控制器发出指令给驱动器驱动器，驱动器驱动伺服电动机输出轴旋转，减速齿轮副带动活塞向上运动到液压缸最上端，排除水汽，构成排空阶段；

步骤三：PLC控制器发出指令，减速齿轮副带动活塞首选向下运动到液压缸最下端，然后活塞上升运动到液压缸1的1/3位置，关闭进水阀、打开出水阀；

步骤四：根据恒压模式或者跟踪压力模式，设定恒压压力值或者压差值，推动活塞向上运动，首先建立压力，然后快速达到恒压压力值，构成建压阶段；