渗流模拟实验装置 【技术领域】
本发明涉及一种渗流实验装置，特别是一种能够应用在地层渗流物理模拟实验装置中采用层网组成等压板使流入该装置的流体在径向上形成各点压力相等的渗流模拟装置。
背景技术
在油气田的开发过程中，由于地层结构的复杂性，需要进行多种有关地层的模拟实验。地层渗流的物理模拟实验就是其中之一。
渗流模拟实验是在通过孔隙介质进行流体的渗流流动。通常，在很多渗流模型实验中，需要模拟流体压力面为等压面，使流体在这个等压面上的各点压力处处相等。等压面除模拟模型的外表面的等压面情况外，还可以用于模拟油藏裂缝形成的等压面。
现有渗流模拟装置中，等压面是通过在渗流等压板与模拟模型相接触的表面刻制流道而形成的。如图1所示。在圆形的高压容器1的内壁上环周贴设有等压板2，并在该等压板2的内侧表面上刻制流道21。当流体由入口接管22进入高压容器1后，流体沿流道21流动并均匀分布在等压板2的内侧表面，在高压容器1内沿径向对渗流模型的表面形成等压面3，在等压面3上，各处流体压力相等(如图中箭头所示)。图2所示为等压板内侧表面地局部结构示意图。图中，均匀分布的流道21刻制在等压板2的内侧表面上。
上述这种方式只能适用于底层状况为胶结状的渗流模型。胶结状的渗流模型是一种具有足够的强度，在实验中不被破坏的渗流模型。
传统等压板在使用中受到一定的限制，在制作中也存在着一定的问题。
由于等压板的流道刻制在表面，因此，这种等压板只能在其内侧表面与固体的渗流模型表面接触时使用。对于由松散介质堆积的渗流模型，松散的固体颗粒(砂)会填入流道，阻碍流体流动。
在制造该等压板时，由于需要在固体表面上刻流道，需要采用厚度尺寸相对较大的导流体制造。对于大的渗流模型，需要动用大的机床，并且制造后无法或很难进行改变。例如，当需要增加等压面的宽度时，就需要加工新的流道，而当需要减少等压面宽度时，则需填实部分流道。
另外，利用该等压板进行渗流实验时不能模拟裂缝形成的等压面。
【发明内容】
本发明的目的在于针对上述传统的等压板在应用及制造中所存在的不足提供一种渗流模拟实验装置，该实验装置中的等压板是采用网层组合制造的网层等压板，该网层等压板不仅能够为各种状态的渗流模型提供各点流体压力相同的等压面，而且能够进行模拟裂缝的等压面。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种渗流模拟实验装置，它至少包括圆柱形的高压容器。高压容器内设有用于产生流体等压面的等压板，该等压板为侧边端面密封的层网等压板。层网等压板包括用于支撑并为流体提供流道的骨架网层及用于挡砂并传递流体压力的防砂网层。防砂网层焊接敷设在所述骨架网层的内表面上。层网等压板的侧边端面通过焊接或粘接或其组合进行密封。
层网等压板可以根据需要制成圆形或矩形平板状，也可以将矩形平板状层网等压板进行首尾连接制成圆筒状，或者直接将各层网卷制为圆筒形并焊接制成圆筒形层网等压板。
层网等压板可以焊接在高压容器的内壁上，也可以直接摆放在高压容器内，其位置可以是中部、顶部及底部。
当流体进入高压容器后，将通过骨架网层的空隙均匀流动，并通过防砂网层对渗流模型的表面形成等压面。当渗流模型采用松散介质堆积时，防砂网层能够起到挡砂作用，从而不会发生将骨架网层的空隙堵塞现象。
为能够模拟裂缝形成的等压面，在层网等压板上还设有外层防砂网层，该外层防砂网层焊接敷设在所述骨架网层的外表面上。这样就可以制成具有双面防砂网的板状层网等压板，该双面防砂网的层网等压板可以直接放在渗流模型中作为裂缝。在模拟裂缝渗流时，可以由板状层网等压板的端面注入流体而形成等压面。
通过以上技术方案可以看出，本发明由于采用了骨架网层与防砂网层所组合制成的等压板，使等压板的制造非常方便，并且不受渗流模型大小的限制，不需要动用大型设备。在改变压力时，只需换上对应的网层，而无需太长的时间。本发明结构简单，制作方便，价格便宜，能够为各种渗流模型迅速提供等压面，具有较高的实用价值。
【附图说明】
图1为现有渗流模型实验装置中等压板形成等压面的示意图；
图2为现有渗流模型实验装置中等压板上流道的结构示意图；
图3为本发明所提供一实施例的结构示意图；
图4为图3实施例中网层等压板剖面结构示意图；
图5为本发明所提供另一实施例的结构示意图；
图6为图5实施例中网层等压板剖面结构示意图；
图7为本发明所提供又一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
以下，通过三个实施例并结合附图对本发明做进一步的详细说明。
实施例一
图3所示为本发明所提供一较佳实施例的结构示意图。图中，在高压容器1的内部设有层网等压板，该层网等压板围设成圆筒状。层网等压板包括用于支撑并为流体提供流道的骨架网层4、用于挡砂并传递流体压力的防砂网层6以及对防砂网层6进行均匀支撑的过渡网层5。两层过渡网层5叠加敷设固定在骨架网层4的内表面上，而防砂网层6则固定在过渡网层5的表面。上述各网层之间通过电阻焊接固定在一起。
在上述设置中，骨架网层4较粗且孔径为50微米，是整个层网等压板的骨架，同时也为流体提供流道。防砂网层6较细且孔径为10微米，能够有效的阻挡渗流模型的砂粒。
设置在骨架网层4与防砂网层6之间的过渡网层5具有对防砂网层6均匀的支撑作用，防止其应力过大而破坏。
实验中，流体经由入口接管22进入高压容器1并通过骨架网层4的孔隙所构成的流道均匀分布，通过防砂网层6的孔隙沿径向对渗流模型形成等压面3(如图中箭头所示)。
图4所示为本实施例中网层等压板的剖面结构示意图。图中，骨架网层4焊接在高压容器1的内壁上。层网等压板的上、下两个侧边的端面通过焊接形成密封层7，防止砂从网边沿进入骨架网层4的缝隙中将骨架网层4的堵塞而影响等压效果。
实施例二
如图5所示。本实施例是将本发明所提供的具有双面防砂网层的平板状网层等压板8放在高压容器1内的渗流模型中模拟裂缝。该平板状网层等压板8的形状可根据实验情况，灵活确定，可制成矩形或其它形状。
在实验中，流体可以从平板状网层等压板8的底侧端部进入形成等压面
平板状网层等压板8的剖面结构如图6所示。在本实施例中，骨架网层4做为中间层，其内表面依次敷设一层过渡网层5、一层防砂网层6，在其外表面依次敷设一层外层过渡网层51及一层外层防砂网层61。与上述实施例一相同，所有的网层之间通过电阻焊接固定在一起。在本实施例中，过渡网层5也可以制成双层使防砂网层6受力均匀，防止防砂网受到破坏，它可以制成独立的带状。
由于具有双面防砂网层，所以，本实施例的平板状网层等压板8可以不焊接在高压容器1的内壁上，可放在渗流模型中作为裂缝，也可以灵活放置在渗流模型边上。
实施例三
本实施例是将层网等压板制成圆形平板状，并放置在圆形的高压容器底部，其具体结构如图7所示。图中，在高压容器1内底部放置圆形平板状层网等压板，该圆形平板状层网等压板包括用于支撑并为流体提供流道的骨架网层4、用于挡砂并传递流体压力的防砂网层6以及对防砂网层6进行均匀支撑的过渡网层5。过渡网层5嵌设固定在骨架网层4与防砂网层6之间。
实验中，流体经由入口接管23进入高压容器1并通过骨架网层4的孔隙所构成的流道均匀分布，通过过渡网5、防砂网层6的孔隙沿高压容器1的轴向对渗流模型形成等压面。
这个实验也可以将圆形平板状层网等压板防置在高压容器1的顶部。
上述三个实施例中，每个网层之间都通过电阻焊接固定在一起。由于采用焊接工艺，使网层之间的结构牢固且不存在接点的老化问题。所有网层都可以采用金属材料制成编织网或平板网或烧结网。也可用其他材料制成。 骨架网层的孔径范围为50-3000微米。过渡网层的孔径范围为20-1000微米。防砂网层的孔径范围为10-1000微米。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。