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原文传递一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法

专利名称：	一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法
摘要：	本发明提供了一种微纳米管夹持装置、微纳米气液流动实验装置及方法。所述微纳米管夹持装置包括常规实验管线、上游中空密封螺栓、密封环、上游密封腔、流体缓冲腔、下游密封腔、机械压实密封套环、耐高压微纳米管对接套管、下游中空密封螺栓、微纳米管、密封套；所述微纳米管夹持装置耐高压性能和密封性能突出，能够实现常规渗流实验与微纳米实验的无缝对接；同时，将本发明的微纳米管夹持装置设置于微纳米气液流动实验装置中，能够模拟真实地层高压条件，使得微纳米尺度气液相流动实验更加准确地反映真实地层非线性渗流机理。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南石油大学
发明人：	梁彬;王东;李闽;吴倩;曹江娜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910734643.1
公开号：	CN110487698A
代理机构：	长沙新裕知识产权代理有限公司
代理人：	方晖
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	610500 四川省成都市新都区新都大道8号
主权项：	1.一种微纳米管夹持装置，其特征在于：包括入口管线组件、流体缓冲组件和微纳米管组件；所述入口管线组件和所述微纳米管组件通过所述流体缓冲组件连接，流体通过所述入口管线组件进入所述流体缓冲组件内，并通过所述微纳米管组件流出，以形成微纳米流。 2.根据权利要求1所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：所述入口管线组件包括常规实验管线(2201)、上游中空密封螺栓(2202)、密封环(2203)，所述常规实验管线(2201)穿过所述上游中空密封螺栓(2202)并延伸至所述流体缓冲组件内部，所述常规实验管线(2201)的一端设置有密封环(2203)；所述微纳米管组件包括机械压实密封套环(2207)、耐高压微纳米管对接套管(2208)、下游中空密封螺栓(2209)、微纳米管(2210)及密封套(2211)，所述耐高压微纳米管对接套管(2208)穿过所述下游中空密封螺栓(2209)，且其一端延伸至所述流体缓冲组件内部，另一端套设有所述密封套(2211)，所述微纳米管(2210)密封固定于所述耐高压微纳米管对接套管(2208)内。 3.根据权利要求2所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：所述流体缓冲组件包括依次设置的上游密封腔(2204)、流体缓冲腔(2205)及下游密封腔(2206)；所述上游密封腔(2204)与所述上游中空密封螺栓(2202)连接，并通过所述密封环(2203)密封，所述下游密封腔(2206)与所述下游中空密封螺栓(2209)连接，并通过所述机械压实密封套环(2207)密封。 4.根据权利要求2所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：所述微纳米管(2210)通过密封胶密封固定于所述耐高压微纳米管对接套管(2208)内；所述密封套(2211)为橡胶密封套。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：所述微纳米管(2210)的材质为石英，外径为0.3mm～0.7mm，长度为4cm～10cm，内径为0.2μm～200μm；所述耐高压微纳米管对接套管(2208)内径与所述微纳米管(2210)的外径相差在0.1mm内，所述耐高压微纳米管对接套管(2208)长度与微纳米管(2210)的长度差控制在5cm，所述耐高压微纳米管对接套管(2210)的壁厚为0.1mm～0.35mm。 6.根据权利要求5所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：所述微纳米管夹持装置耐压达到40MPa，压力梯度达到800MPa/m。 7.一种微纳米气液流动实验装置，包含权利要求1至6任一项权利要求所述的微纳米管夹持装置，其特征在于：该微纳米气液流动实验装置(100)包括气液供给系统(1)、耐高压变管径微纳米管夹持系统(2)和测量系统(3)；所述气液供给系统(1)包括由依次连接的高压氮气气源(101)、压力表(103)与减压阀(104)组成的供气管路，以及由依次连接的ISCO泵(105)、储液容器(107)组成的供液管路，所述供气管路与所述供液管路通过六通阀一(109)并联设置，所述六通阀一(109)出口端通过流体过滤器(110)与六通阀二(111)连接；所述六通阀二(111)的两端分别通过第四开关(112)和第五开关(21)连接高精度数字压力传感器(113)和耐高压变管径微纳米管夹持系统(2)；所述耐高压变管径微纳米管夹持系统(2)包括所述微纳米管夹持装置(22)和用于保持所述微纳米管夹持装置(22)在恒温状态下的恒温装置(23)；所述测量系统(3)包括由电子天平(32)、置于所述电子天平(32)上的量筒(33)及电子流量计(34)组成的测液管路，以及由排水采气装置(36)和湿式气体流量计(37)组成的测气管路，所述测气管路与测液管路并联，并联后的管路与所述耐高压变管径微纳米管夹持系统(2)的密封套(2211)连接。 8.根据权利要求7所述的微纳米气液流动实验装置，其特征在于：所述高精度数字压力传感器(113)、恒温体系(23)、电子流量计(34)和湿式气体流量计(37)均与计算机控制台(38)连接；所述计算机控制台(38)设有数据采集卡，测量时直接将数据输入电脑，完成自动读数。 9.根据权利要求7所述的微纳米气液流动实验装置，其特征在于：所述微纳米气液流动实验装置(100)的管路上设置有用于开启和/或关闭所述气液供给系统(1)、所述耐高压变管径微纳米管夹持系统(2)和所述测量系统(3)的多个开关，通过第一开关(102)、第二开关(106)、第三开关(108)、第四开关(112)、第五开关(21)、第六开关(31)、第七开关(35)之间的转换，可在所述装置上进行微纳米尺度气、液两相的流动实验。 10.一种微纳米尺度气液相流动实验的方法，其特征在于：基于权利要求7-9任一项权利要求所述的微纳米气液流动实验装置(100)来实现，包括如下步骤： S1、气体微纳米管实验： S11、关闭所有阀门和开关，选择预定内径和长度的微纳米管(2210)，夹持于微纳米管夹持装置(22)上，调节恒温体系(23)温度至预定温度； S12、待恒温体系(23)温度恒定后，打开第一开关(102)、第四开关(112)、第五开关(21)、第七开关(35)； S13、打开减压阀(104)设置预定气体压力，记录湿式气体流量计(37)读数及实验时间； S14、调节减压阀(104)改变实验压力，重复步骤S13，直至所需实验组数； S15、实验结束后，关闭第一开关(102)，泄压至0后关闭减压阀(104)，取下微纳米管夹持装置(22)； S2、液体微纳米管实验： S21、关闭所有阀门和开关，选择预定内径和长度的微纳米管(2210)，夹持于微纳米管夹持装置(22)上，调节恒温体系(23)温度至预定温度； S22、待恒温体系温度恒定后，先打开第二开关(106)、第三开关(108)、第五开关(21)、第六开关(31)，最后打开ISCO泵(105)； S23、调节ISCO泵(105)设置预定压力，记录量筒(33)中液体体积及实验时间； S24、调节ISCO泵(105)改变压力，重复步骤S23，直至所需实验组数； S25、实验结束后关闭ISCO泵(105)，泄压至0，取下微纳米管夹持装置(22)。
所属类别：	发明专利