стенд для исследования процесса нагнетания жидкости в модель фильтрующей среды

Формула изобретения

Стенд для исследования процесса нагнетания жидкости в модель фильтрующей среды, включающий модель фильтрующей среды и установку для нагнетания жидкости, отличающийся тем, что стенд снабжен съемно-разборной обоймой, в которую помещена модель фильтрующей среды, причем съемно-разборная обойма связана с установкой для нагнетания жидкости и содержит заменяемые непроницаемые элементы для регулировки величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью, выполненные в виде прокладок и кольцевых изоляторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для изучения влияния величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью на ее фильтрационную способность.

Известна модель фильтрующей среды, включающая станину, попарно соединенные плоские элементы, хомуты для стяжки плоских элементов и установку для нагнетания жидкостей (Авторское свидетельство СССР № 1059182, МКИ Е 21 С 39/00, 1982 г.).

Однако данная модель не дает возможности изучения величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью на ее фильтрационную способность, так как позволяет исследовать процесс нагнетания жидкости непосредственно в трещины фильтрующей среды и только при постоянном давлении.

Известен также стенд для исследования нагнетания жидкости в модель фильтрующей среды, включающий модель нагнетательной скважины, модель фильтрующей среды, установку для нагнетания жидкости и установку для создания переменного давления (Авторское свидетельство СССР № 1465565, МКИ Е 21 С 39/00, 1987 г.). Указанный стенд позволяет исследовать процесс течения в трещинах фильтрующей среды не только при постоянном, но и при переменном давлении, имеющем место на практике.

Недостатком известного стенда является то, что он позволяет исследовать процесс нагнетания жидкости только непосредственно в трещины фильтрующей среды.

Задача изобретения - обеспечить возможность процесса нагнетания жидкости в фильтрующую среду при различных площадях контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью для исследования влияния величины площади контакта фильтрующей среды с жидкостью на ее фильтрационную способность.

Указанная задача достигается тем, что стенд для исследования процесса нагнетания жидкости в модель фильтрующей среды, включающий модель фильтрующей среды и установку для нагнетания жидкости, согласно изобретению снабжен съемно-разборной обоймой, в которую помещена модель фильтрующей среды, причем съемно-разборная обойма связана с установкой для нагнетания жидкости и содержит заменяемые непроницаемые элементы для регулировки величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью, выполненные в виде прокладок и кольцевых изоляторов.

На фиг.1 показан стенд в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - узел А на фиг.1, на фиг.4 - кольцевой изолятор, на фиг.5 - прокладка, на фиг.6 - кольцевая вставка, на фиг.7 - верхняя часть съемно-разборной обоймы, на фиг.8 - нижняя часть съемно-разборной обоймы.

Стенд содержит установку для нагнетания жидкости, выполненную в виде глухой трубы 1, которая разделена поршнем 2 на надпоршневую полость 3 и подпоршневую полость 4. Глухая труба 1 имеет отверстие 5 для подачи сжатого воздуха и отверстие 6 для подачи жидкости. Отверстие 5 снабжено манометром 7. Глухая труба 1 присоединена к съемно-разборной обойме 8. Съемно-разборная обойма 8 состоит из верхней части 9 и нижней части 10. В верхней части 9 съемно-разборной обоймы 8 выполнены отверстия 11 для фиксаторов 12 нижней части 10 съемно-разборной обоймы 8. Для регулировки величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью съемно-разборная обойма 8 снабжена заменяемыми непроницаемыми элементами, выполненными в виде кольцевых изоляторов 13, прокладок 14 и 15. Прокладки 14 и 15 предназначены для гидроизоляции. Между верхней частью 9 и нижней частью 10 съемно-разборной обоймы 8 располагаются кольцевые вставки 16 и соответствующие им по размерам кольцевые прокладки 17. Кольцевая вставка 16, как и кольцевая прокладка 17, имеет отверстия 18. Отверстия 18 служат для укладки кольцевых прокладок 17 и кольцевых вставок 16 на фиксаторы 12. Внутри съемно-разборной обоймы 8 расположена модель фильтрующей среды 19.

Стенд работает следующим образом. Изготовленную в виде стенда фильтрующую среду 19 помещают в нижнюю часть 10 съемно-разборной обоймы 8, предварительно уложив первую прокладку 15. Затем на фильтрующее тело 19 укладывается вторая прокладка 15 и одевается верхняя часть 9 съемно-разборной обоймы 8. Путем совмещения отверстий 11 и фиксаторов 12, она соединяется с нижней частью 10. Производится стяжка верхней части 9 и нижней 10 гайками, закручиваемыми на резьбу фиксаторов 12.

После этого на фильтрующее тело 19 укладываются прокладка 14 и кольцевой изолятор 13, обеспечивающий заданную площадь контакта жидкости с поверхностью фильтрующей среды 19. Далее при помощи резьбы глухая труба 1 крепится к съемно-разборной обойме 8. Через отверстие 6 полость 4 заполняется жидкостью, затем в надпоршневую полость 3 через отверстие 5 подается сжатый воздух под давлением, контролируемым манометром 7. Давление сжатого воздуха приводит в движение поршень 2. В результате жидкость контактирует с фильтрующей средой при заданном давлении и заданной величине площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью.

Если параметры фильтрующего тела 19 превышают параметры съемно-разборной обоймы 8, например расстояние от одной торцевой поверхности фильтрующего тела 19 до другой, то добавляются кольцевые вставки 16 между нижней частью 10 и верхней частью 9 съемно-разборной обоймы 8. Сначала укладывается кольцевая прокладка 17, затем кольцевая вставка 16 и так далее. Укладываются они путем совмещения отверстий 18 и фиксаторов 12. Кольцевые вставки 16 и кольцевые прокладки 17 укладываются до достижения нужных параметров съемно-разборной обоймы 8.

После завершения исследований при заданных параметрах подача сжатого воздуха прекращается, жидкость из подпоршневой полости 4 удаляется и установка для нагнетания жидкости отсоединяется от съемно-разборной обоймы 8. Затем заменяется кольцевой изолятор 13 и прокладка 14 на аналогичные по конструкции, но с другой площадью. После проведения замены кольцевого изолятора 13 и прокладки 14 установку для нагнетания жидкости возвращают на место и производят следующие исследование. Подобные замены производятся до необходимого количества исследований с данной фильтрующей средой.

Затем фильтрующую среду можно заменить на новую с иными параметрами. Подстроить под них съемно-разборную обойму 8 можно при помощи кольцевых вставок 16. Далее исследования проводят по вышеприведенной схеме.

Предлагаемая конструкция стенда позволяет исследовать влияние величины площади контакта внешней поверхности фильтрующей среды с жидкостью на ее фильтрационную способность.