便携式毛细管作用仪

工作原理

便携式毛细作用分析系统由注入模块、压力采集模块、PLC微电脑控制模块、毛管模块三部分组成，其总体外观见图1-1。设计原理是将化学驱油剂在油藏多孔介质中的渗流等效成在毛细管中的渗流，在此理论基础上对驱油过程中的毛细作用进行系统分析和研究。

图1-1. 便携式毛细作用分析系统外观

该毛细作用分析系统通过测定驱油剂（水、纳米驱油剂、表面活性剂、聚合物等）在驱油过程中的压差（ΔP），可分析驱油剂在毛管内的流动能力。

系统构成

注入系统

微型泵

注入系统采用微流量泵，该泵采用双柱塞串联模式，浮动柱塞设计，单行程排液体积30ul，采用电子阻尼控制（Electrical Dump Control）技术有效控制流量脉动，保证低基线噪声。该恒流泵计量准确、精度高，可实现恒流注入模式。该泵的技术指标如下：

输液系统：双柱塞串联模式，浮动柱塞设计，单行程排液体积30ul

泵体容积：10ml

流量范围：0.001~9.999ml/min，增量0.001ml/min

压力范围：≤ 42 Mpa （316L泵头）

流量精度：± 0.5 % 或者 10 µL/min

流量重复性：RSD ≤ 0.1%

电源：85-264VAC，功率75W

中间容器

器采用高压活塞容器来实现注入液和驱替液的隔离和储能缓冲及传输。高压活塞容器结构形式见图2-1，容积200mL，承压能力40MPa，筒体内表面采用特殊工艺加工，有效减小了内壁摩擦力，使活塞可自如地来回运行。

图2-1 中间容器示意图

压力传感器

压力传感器品牌：美国GE，型号：unik5000，量程：0.25MPa，精度：0.04%FS，直流电压：7-32V，电流：4-20mA

毛细管模型

毛细管是采用河北永年锐沣色谱器件有限公司生产的弹性石英毛细管，现有直径分别为φ2μm、φ5μm、φ10μm、φ20μm和φ25μm。

图2-2直径为10μm的石英毛细管

PLC微电脑控制模块

PLC微电脑控制模块采用自主设计、自主编程，能实现流量控制、压力传感器数据采集、压力-时间曲线实时显示等功能。

图2-3 采集数据表

操作规程

1. 毛细管准备

截取60cm长单根毛管(φ2μm、φ5μm、φ10μm、φ20μm、φ25μm)备用。

2、毛细管注水

将毛细管接入注水接口，设置流量0.5ml/min，启动泵，运行40min，停止实验，取下毛细管放入水中备用。

2. 待测样品的准备

将中间容器上端盖拧开，将隔离活塞压至中下部，然后将待测样品加入容器，拧上上端盖。中间容器下部注满水，连接微型泵，连接过程中避免有气泡进入管路。

3. 毛细管的安装

用带微孔的聚四氟垫片将毛细管一端连接中间容器，适度拧紧螺母，保证密封。

4. 数据采集

插入u盘，在PLC操作屏幕点击“存盘文件名"，设置实验名称，点击“设定流量"，点击“设置"，设置量程0.25MPa、上限0.1MPa、下限0、清零、返回，“当前压力"稳定在0时，点击“存盘控制"，导出状态显示“导出成功"。点击“启动"，开始实验。

5. 数据的处理

实验完成，取下u盘，处理数据。

注意事项

1、存取数据的U盘必须是fat32格式，容量不能大于32G；

2、毛管压力传感器量程为0.25MPa，恒流泵压力量程42MPa，实验过程中注意保护毛管压力传感器；

3、数据存盘时间间隔5s，存盘数据按北京时间依次记录，同一个文件名，数据不覆盖；

4、放空压力时，可以打开PLC控制系统的阀门；