便攜式毛細管作用儀

工作原理

便攜式毛細作用分析系統由注入模塊、壓力采集模塊、PLC微電腦控制模塊、毛管模塊三部分組成，其總體外觀見圖1-1。設計原理是將化學驅油劑在油藏多孔介質中的滲流等效成在毛細管中的滲流，在此理論基礎上對驅油過程中的毛細作用進行系統分析和研究。

圖1-1. 便攜式毛細作用分析系統外觀

該毛細作用分析系統通過測定驅油劑（水、納米驅油劑、表面活性劑、聚合物等）在驅油過程中的壓差（ΔP），可分析驅油劑在毛管內的流動能力。

系統構成

注入系統

微型泵

注入系統采用微流量泵，該泵采用雙柱塞串聯模式，浮動柱塞設計，單行程排液體積30ul，采用電子阻尼控制（Electrical Dump Control）技術有效控制流量脈動，保證低基線噪聲。該恒流泵計量準確、精度高，可實現恒流注入模式。該泵的技術指標如下：

輸液系統：雙柱塞串聯模式，浮動柱塞設計，單行程排液體積30ul

泵體容積：10ml

流量范圍：0.001~9.999ml/min，增量0.001ml/min

壓力范圍：≤ 42 Mpa （316L泵頭）

流量精度：± 0.5 % 或者 10 µL/min

流量重復性：RSD ≤ 0.1%

電源：85-264VAC，功率75W

中間容器

器采用高壓活塞容器來實現注入液和驅替液的隔離和儲能緩沖及傳輸。高壓活塞容器結構形式見圖2-1，容積200mL，承壓能力40MPa，筒體內表面采用特殊工藝加工，有效減小了內壁摩擦力，使活塞可自如地來回運行。

圖2-1 中間容器示意圖

壓力傳感器

壓力傳感器品牌：美國GE，型號：unik5000，量程：0.25MPa，精度：0.04%FS，直流電壓：7-32V，電流：4-20mA

毛細管模型

毛細管是采用河北永年銳灃色譜器件有限公司生產的彈性石英毛細管，現有直徑分別為φ2μm、φ5μm、φ10μm、φ20μm和φ25μm。

圖2-2直徑為10μm的石英毛細管

PLC微電腦控制模塊

PLC微電腦控制模塊采用自主設計、自主編程，能實現流量控制、壓力傳感器數據采集、壓力-時間曲線實時顯示等功能。

圖2-3 采集數據表

操作規程

1. 毛細管準備

截取60cm長單根毛管(φ2μm、φ5μm、φ10μm、φ20μm、φ25μm)備用。

2、毛細管注水

將毛細管接入注水接口，設置流量0.5ml/min，啟動泵，運行40min，停止實驗，取下毛細管放入水中備用。

2. 待測樣品的準備

將中間容器上端蓋擰開，將隔離活塞壓至中下部，然后將待測樣品加入容器，擰上上端蓋。中間容器下部注滿水，連接微型泵，連接過程中避免有氣泡進入管路。

3. 毛細管的安裝

用帶微孔的聚四氟墊片將毛細管一端連接中間容器，適度擰緊螺母，保證密封。

4. 數據采集

插入u盤，在PLC操作屏幕點擊“存盤文件名"，設置實驗名稱，點擊“設定流量"，點擊“設置"，設置量程0.25MPa、上限0.1MPa、下限0、清零、返回，“當前壓力"穩定在0時，點擊“存盤控制"，導出狀態顯示“導出成功"。點擊“啟動"，開始實驗。

5. 數據的處理

實驗完成，取下u盤，處理數據。

注意事項

1、存取數據的U盤必須是fat32格式，容量不能大于32G；

2、毛管壓力傳感器量程為0.25MPa，恒流泵壓力量程42MPa，實驗過程中注意保護毛管壓力傳感器；

3、數據存盤時間間隔5s，存盤數據按北京時間依次記錄，同一個文件名，數據不覆蓋；

4、放空壓力時，可以打開PLC控制系統的閥門；