便攜式毛細管作用儀

工作原理

便攜式毛細作用分析系統(tǒng)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(shè)計原理是將化學(xué)驅(qū)油劑在油藏多孔介質(zhì)中的滲流等效成在毛細管中的滲流，在此理論基礎(chǔ)上對驅(qū)油過程中的毛細作用進行系統(tǒng)分析和研究。

圖1-1. 便攜式毛細作用分析系統(tǒng)外觀

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

系統(tǒng)構(gòu)成

注入系統(tǒng)

微型泵

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

輸液系統(tǒng)：雙柱塞串聯(lián)模式，浮動柱塞設(shè)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(fù)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(xiàn)注入液和驅(qū)替液的隔離和儲能緩沖及傳輸。高壓活塞容器結(jié)構(gòu)形式見圖2-1，容積200mL，承壓能力40MPa，筒體內(nèi)表面采用特殊工藝加工，有效減小了內(nèi)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(chǎn)的彈性石英毛細管，現(xiàn)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(shè)計、自主編程，能實現(xiàn)流量控制、壓力傳感器數(shù)據(jù)采集、壓力-時間曲線實時顯示等功能。

圖2-3 采集數(shù)據(jù)表

操作規(guī)程

1. 毛細管準(zhǔn)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(shè)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(zhǔn)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(shù)據(jù)采集

插入u盤，在PLC操作屏幕點擊“存盤文件名"，設(shè)置實驗名稱，點擊“設(shè)定流量"，點擊“設(shè)置"，設(shè)置量程0.25MPa、上限0.1MPa、下限0、清零、返回，“當(dāng)前壓力"穩(wěn)定在0時，點擊“存盤控制"，導(dǎo)出狀態(tài)顯示“導(dǎo)出成功"。點擊“啟動"，開始實驗。

5. 數(shù)據(jù)的處理

實驗完成，取下u盤，處理數(shù)據(jù)。

注意事項

1、存取數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存盤時間間隔5s，存盤數(shù)據(jù)按北京時間依次記錄，同一個文件名，數(shù)據(jù)不覆蓋；

4、放空壓力時，可以打開PLC控制系統(tǒng)的閥門；