УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИЛЛЯРИМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОБРАЗЦОВ КЕРНА

Настоящая полезная модель относится к лабораторному оборудованию, которое может быть использовано для проведения капилляриметрических исследований стандартных и полноразмерных образцов керна с целью определения текущего значения водонасыщенности при заданном капиллярном давлении методом полупроницаемой мембраны.
Методом полупроницаемой мембраны предусматривает дренирование подвижного флюида (пластовой воды или ее модели) из образца керна через полупроницаемую мембрану в результате создания избыточного давления газа в камере капилляриметра.
В [ОСТ 39-204-86 Нефть. Метод лабораторного определения остаточной водонасыщенности коллекторов нефти и газа по зависимости насыщения от капиллярного давления. - Введ. 1986-07-27. - М.: Миннефтепром, 1986. - 28 с.] отмечается, что для определения остаточной водонасыщенности методом полупроницаемой мембраны необходимо насыщенные водой образцы керна установить на полупроницаемую мембрану. В камере капилляриметра создать избыточное давление и при прекращении оттока воды фиксировать взвешиванием образцов количество вытесненной из образцов воды, что дает возможность рассчитать остаточную водонасыщенность образцов в зависимости от капиллярного давления.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является изобретение [Патент РФ №2309396, кл. G01N 15/08, 2007], где камера капилляриметра содержит основание, центральную часть и крышку, герметически соединенные друг с другом с помощью винтовых зажимов, причем центральная часть или крышка снабжены штуцером для подвода сжатого газа. Недостатком данного технического решения являются то, что для загрузки-загрузки образцов необходимо снять все винтовые зажимы крышки камеры капилляриметра, что является достаточно трудоемким процессом, кроме того, использование одного штуцера для газа требует специального переключения на вакуум при водонасыщении керамических мембран в процессе подготовки капилляриметра к работе.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в разработке универсального устройства для проведения капилляриметрических исследований стандартных и полноразмерных образцов керна, с учетом особенностей загрузки-разгрузки образцов керна и проведения технического обслуживания капилляриметра при подготовке его к работе.
Данная задача достигается применением устройства для проведения капилляриметрических исследований образцов керна, в котором создается избыточное давление и устанавливается полупроницаемая керамическая мембрана, состоящего из нижнего основания, выполненного из нержавеющей стали и имеющего выходной штуцер для воды, центральной части цилиндрической формы, выполненной из нержавеющей стали, верхнего основания, выполненного из нержавеющей стали, с отверстием для круглой крышки и имеющего входной и выходной штуцеры с запорными кранами для газа, двух металлических стоек, приваренных к верхнему основанию, с вырезами для траверсы, траверсы, опирающейся на вырезы в стойках, гайки, установленной неподвижно в середине траверсы, силового винта со сферическим концом торца и круглой крышки, выполненной из нержавеющей стали. Нижнее основание, центральная часть и верхнее основание соединены с помощью болтовых соединений. Герметичность соединения нижнего основания, центральной части, верхнего основания и круглой крыши обеспечивается применением резиновых прокладок, размер которых определяется диаметром соединяемых элементов. Внутренний диаметр центральной части должен превышать диаметр полупроницаемой керамической мембраны не менее чем на 15%.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение арсенала технических средств, применяемых при лабораторном определении остаточной водонасыщенности образцов керна.
Устройство для проведения капилляриметрических исследований образцов керна представлено на фиг. 1 и 2.
Устройство состоит из нижнего основания 1, центральной части 2 и верхнего основания 3, которые выполнены из нержавеющей стали и соединены с помощью болтовых соединений 4. Число и прочностные характеристики болтовых соединений должны обеспечивать целостность собранной конструкции при ее эксплуатации.
Нижнее основание 1 выполнено в виде диска на металлических ножках 5, обеспечивающих устойчивость конструкции. Центральная часть 2 представляет собой полый цилиндр. Верхнее основание 3 выполнено в виде диска с круглым вырезом по центру.
Герметичность соединения нижнего основания 1, центральной части 2 и верхнего основания 3 обеспечивается применением резиновых прокладок 6 и 7, размер которых определяется диаметром соединяемых элементов.
Съемная круглая крышка 8, выполненная из нержавеющей стали, имеет металлические ручки 9 для удобства ее установки на отверстие верхнего основания 3.
Герметичность соединения крышки 8 и верхнего основания 3 обеспечивается применением резиновой прокладки 10, размер которой определяется диаметром соединяемых элементов.
К верхнему основанию 3 приварены две металлические стоки 11, которые имеют вырезы с учетом поперечных размеров траверсы 12.
Прижимной механизм круглой крышки 8 к верхнему основанию 3 представлен гайкой 13 и силовым винтом 14. Гайка 13 установлена неподвижно в середине траверсы 12. Траверса 12 при нагрузке опирается на вырезы в металлических стойках 11. Вверху силового винта 14 имеется рукоятка 15, а внизу винта на торце его цилиндрической части запрессован закаленный шарик 16.
На верхнем основании 3 установлено два штуцера: входной штуцер 17 для сжатого газа и выходной штуцер 18 для газа, подключенного к системе вакуумирования.
На нижнее основание 1 на уплотнительном резиновом кольце 19 устанавливается полупроницаемая керамическая мембрана 20.
При установке и подключении полупроницаемой керамической мембраны 20 необходимо придерживаться требований, что внутренний диаметр центральной цилиндрической части 2 должен превышать диаметр полупроницаемой керамической мембраны 20 не менее чем на 15%.
Выходной штуцер 21 полупроницаемой керамической мембраны 20 соединен с помощью капиллярной трубки 22 с входным штуцером 23.
Выходной штуцер 24 предназначен для присоединения водоотводной системы к сборнику воды.
Преимущество устройства заключается в универсальности конструкции, которую можно использовать при капилляриметрических исследований стандартных и полноразмерных образцов керна, а конструктивная особенность устройства позволяет ускорить процедуру загрузки-разгрузки образцов и проведение технического обслуживания капилляриметра на этапе подготовки его к работе.