久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，包括比色皿、所述比色皿設(shè)置在所述的控溫池內(nèi)，在所述控溫池和比色皿之間設(shè)置有一組透光圓孔，在所述控溫池外部與所述透光圓孔相對的位置分別設(shè)置有LED光源和CCD探頭，所述LED光源經(jīng)控溫池、透光圓孔、比色皿、透光圓孔和控溫池穿出，被CCD探頭探測；在所述比色皿中設(shè)置有溫度傳感器；在比色皿上設(shè)置有兩個相對設(shè)置的鉤形針筒，所述兩個鉤形針筒分別與微量泵相連通。本發(fā)明中可以在設(shè)定溫度下形成可控體積的氣泡，同時(shí)利用了光學(xué)測量的方法，使氣泡在測試過程中不會受到測試手段的干擾，保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確性及可對比性。
【專利說明】一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置及應(yīng)用，屬于石油、天然氣開采用泡沫流 體性能評價(jià)裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫作為一種高效、智能、環(huán)保的流體，在油氣田開發(fā)領(lǐng)域正逐漸推廣。石油工程 的整個過程，從初期泡沫欠鉆井、到泡沫水泥漿固井以及泡沫壓裂、再到油氣井泡沫沖砂、 洗井、排液、誘噴、酸洗、酸化等作業(yè)，最后到地層中泡沫調(diào)剖堵水、泡沫驅(qū)，泡沫技術(shù)均得到 了良好的利用并體現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢。
[0003] 在泡沫的應(yīng)用過程中，穩(wěn)定性是其各相性能優(yōu)勢有效發(fā)揮的基礎(chǔ)。目前普遍認(rèn) 為，泡沫的穩(wěn)定性主要影響因素為：①泡沫中液體的流失；②氣體透過液膜的擴(kuò)散。對于 第一種影響因素目前已經(jīng)有一系列的評價(jià)測試方法，諸如Waring Blender析液半衰期 法、Ross-Miles析液半衰期法、泡沫液電阻率測試法等，且技術(shù)技術(shù)都已經(jīng)較成熟，并廣泛 應(yīng)用。然而，對于第二種影響因素的研究，大多集中在的假設(shè)推導(dǎo)及建立模型階段，如De Vries提出的氣體擴(kuò)散規(guī)律、Lemlich提出的泡沫生長定律、Ross等人推導(dǎo)的封閉體系泡沫 方程等，而對氣體透過液膜擴(kuò)散速度的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究較少，缺少精確的、可控的、可重復(fù)的 實(shí)驗(yàn)方法對氣體透過液膜的擴(kuò)散速度進(jìn)行的定量測試。
[0004] 如在《中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)》自然科學(xué)版2014年第4期中，記載了由孫乾發(fā)表的 《Si0 2納米顆粒穩(wěn)定的泡沫體系驅(qū)油性能研究》一篇文章。該文章雖然提出了 SiO2納米顆 粒分散在泡沫液膜中從而降低氣體擴(kuò)散速度的機(jī)理，但對泡沫穩(wěn)定性能影響因素的研究中 仍然僅是采用Waring Blender析液半衰期法進(jìn)行研究，并沒有提出氣體擴(kuò)散速度的測定方 法及相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，該裝置彌補(bǔ)了現(xiàn) 有泡沫評價(jià)裝置中缺少氣體擴(kuò)散速度測定的不足，可精確得測量5?95°C范圍內(nèi)各類泡沫 液體系中氣體的擴(kuò)散速度，可對比性及可重復(fù)性強(qiáng)。
[0006] 本發(fā)明還提供一種上述氣體擴(kuò)散速度測定裝置的使用方法。
[0007] 本發(fā)明技術(shù)方案在于：
[0008] -種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，包括比色皿、所述比色皿設(shè)置在所述的控溫池內(nèi)，在 所述控溫池和比色皿之間設(shè)置有一組透光圓孔，在所述控溫池外部與所述透光圓孔相對的 位置分別設(shè)置有LED光源和CCD探頭，所述LED光源經(jīng)控溫池、透光圓孔、比色皿、透光圓孔 和控溫池穿出，被CCD探頭探測；
[0009] 在所述比色皿中設(shè)置有溫度傳感器；
[0010] 在比色皿上設(shè)置有兩個相對設(shè)置的鉤形針筒，所述兩個鉤形針筒分別與微量泵相 連通；
[0011] 所述溫度傳感器的電信號端與計(jì)算機(jī)相連；所述CCD探頭的信息采集端與所述計(jì) 算機(jī)相連；
[0012] 所述計(jì)算機(jī)控制所述微量泵通過氣體閥門、所述兩個鉤形針筒向所述比色皿內(nèi)注 入氣體。所述鉤形針筒的作用是產(chǎn)生兩個相鄰近的氣泡，同時(shí)可以使每個氣泡的形狀沿垂 向中心軸對稱，便于氣泡的體積計(jì)算。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述鉤形針筒內(nèi)徑的范圍為50?500 μ m。本發(fā)明優(yōu)選該內(nèi)徑 范圍的針筒所產(chǎn)生的氣泡尺度可以匹配絕大部分油氣田生產(chǎn)用泡沫中氣泡尺度。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述鉤形針筒彎曲半徑的范圍為2?5mm。本發(fā)明優(yōu)選該彎曲 半徑的作用在于減弱氣泡距離鉤形針筒堅(jiān)直段太近產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)影響，又有利于實(shí)現(xiàn)和保持 兩鉤形針筒間彎曲段的平行度，保證了實(shí)驗(yàn)的精確性及穩(wěn)定性。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的溫控池與水浴鍋相連通。所述控溫池內(nèi)部可循環(huán)蒸餾 水，作用是將比色皿中溶液加熱到測試溫度。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述兩個鉤形針筒通過調(diào)距尺固定在所述比色皿內(nèi)，所述調(diào) 距尺用于調(diào)整兩個鉤形針筒之間的距離。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述兩個鉤形針筒與微量泵之間通過聚四氟乙烯軟管線相 連。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述比色皿的外部尺寸為30mmX30mmX70mm，容積為35mL, 容積為作用是盛放測試溶液。采用該尺寸和容積的比色皿，其容納適量的測試溶液，使其在 固定粘度下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)觀察氣泡生成、擴(kuò)散的效果。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述LED光源包括三個檔位：150流明、250流明、350流明。此 處設(shè)計(jì)的作用是分別產(chǎn)生不同功率的入射光，根據(jù)不同試驗(yàn)的需要，照射比色皿，產(chǎn)生透射 光。
[0020] 一種上述氣體擴(kuò)散速度測定裝置的使用方法，包括如下步驟：
[0021] (1)將待測試溶液攪拌均勻后倒入比色皿中，通過調(diào)距尺調(diào)節(jié)兩鉤形針筒的距 離；
[0022] (2)利用水浴鍋對控溫池進(jìn)行恒溫加熱，直至將所述待測溶液加熱到試驗(yàn)溫度；
[0023] (3)打開LED光源開關(guān)，設(shè)定光源檔位，同時(shí)打開C⑶探頭，調(diào)節(jié)C⑶探頭位置，直 到計(jì)算機(jī)上顯示出清晰的兩個鉤形針筒彎曲段及鉤形針筒上的出氣口；
[0024] (4)打開兩個微量泵開關(guān)，向微量泵中注入測試氣體后，連接微量泵與鉤形針筒， 控制微量泵向鉤形針筒內(nèi)注入氣體的流速及時(shí)間，在鉤形針筒出氣口處生成兩個氣泡，且 氣泡附著在鉤形針筒的出氣口不至脫落；
[0025] (5)通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集步驟（4)所產(chǎn)生氣泡的二維切面圖像，處理圖像并計(jì)算 所述氣泡的體積：
[0026] 將采集到的氣泡二維切面圖沿垂向劃分為N個等高的外接圓梯形，采集每個梯形 上底和下底寬度Cl i和di+1 ;其中所述每個等高的外接圓梯形為立體的三維圓臺結(jié)構(gòu)；所述 采集的梯形上底、下底寬度Cli和di+1等于對應(yīng)的三維圓臺的上底、下底面圓直徑長度；進(jìn) 行三維圓臺的體積加和計(jì)算，即可得到截取圖像時(shí)的氣泡體積V，該體積V為氣泡的實(shí)測體 積，計(jì)算公式如下：
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，該裝置包括比色皿、所述比色皿設(shè)置在所 述的控溫池內(nèi)，在所述控溫池和比色皿之間設(shè)置有一組透光圓孔，在所述控溫池外部與所 述透光圓孔相對的位置分別設(shè)置有LED光源和C⑶探頭，所述LED光源經(jīng)控溫池、透光圓 孔、比色皿、透光圓孔和控溫池穿出，被C⑶探頭探測； 在所述比色皿中設(shè)置有溫度傳感器； 在比色皿上設(shè)置有兩個相對設(shè)置的鉤形針筒，所述兩個鉤形針筒分別與微量泵相連 通； 所述溫度傳感器的電信號端與計(jì)算機(jī)相連；所述CCD探頭的信息采集端與所述計(jì)算機(jī) 相連； 所述計(jì)算機(jī)控制所述微量泵通過氣體閥門、所述兩個鉤形針筒向所述比色皿內(nèi)注入氣 體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述鉤形針筒內(nèi) 徑的范圍為50?500μm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述鉤形針筒彎 曲半徑的范圍為2?5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述的溫控池與 水浴鍋相連通。所述控溫池內(nèi)部可循環(huán)蒸餾水，作用是將比色皿中溶液加熱到測試溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述兩個鉤形針 筒通過調(diào)距尺固定在所述比色皿內(nèi)，所述調(diào)距尺用于調(diào)整兩個鉤形針筒之間的距離。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述兩個鉤形針 筒與微量泵之間通過聚四氟乙烯軟管線相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述比色皿的外 部尺寸為30mmX30mmX70mm，容積為35mL，容積為作用是盛放測試溶液。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體擴(kuò)散速度測定裝置，其特征在于，所述LED光源包括 三個檔位：150流明、250流明、350流明。
9. 一種如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述氣體擴(kuò)散速度測定裝置的使用方法，其特征在 于，該方法包括如下步驟： (1) 將待測試溶液攪拌均勻后倒入比色皿中，通過調(diào)距尺調(diào)節(jié)兩鉤形針筒的距離； (2) 利用水浴鍋對控溫池進(jìn)行恒溫加熱，直至將所述待測溶液加熱到試驗(yàn)溫度； (3) 打開LED光源開關(guān)，設(shè)定光源檔位，同時(shí)打開CCD探頭，調(diào)節(jié)CCD探頭位置，直到計(jì) 算機(jī)上顯示出清晰的兩個鉤形針筒彎曲段及鉤形針筒上的出氣口； (4) 打開兩個微量泵開關(guān)，向微量泵中注入測試氣體后，連接微量泵與鉤形針筒，控制 微量泵向鉤形針筒內(nèi)注入氣體的流速及時(shí)間，在鉤形針筒出氣口處生成兩個氣泡，且氣泡 附著在鉤形針筒的出氣口不至脫落； (5) 通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集步驟（4)所產(chǎn)生氣泡的二維切面圖像，處理圖像并計(jì)算所述 氣泡的體積： 將采集到的氣泡二維切面圖沿垂向劃分為N個等高的外接圓梯形，采集每個梯形上底 和下底寬度Cli和di+1 ;其中所述每個等高的外接圓梯形為立體的三維圓臺結(jié)構(gòu)；所述采集 的梯形上底、下底寬度Cli和di+1等于對應(yīng)的三維圓臺的上底、下底面圓直徑長度；進(jìn)行三維 圓臺的體積加和計(jì)算，即可得到截取圖像時(shí)的氣泡體積V，該體積V為氣泡的實(shí)測體積，計(jì) 算公式如下：
所述31和Si+1為對應(yīng)三維梯臺上下底面積，mm2,其計(jì)算公式為=Si =π屯2/2 ;所述H為 氣泡的高度，mm; (6) 通過微量泵繼續(xù)向鉤形針筒內(nèi)注入氣體； (7) 設(shè)定測試時(shí)間Λt:從氣泡生成，到氣泡脫離鉤形針筒出氣口時(shí)的時(shí)間；在Λt內(nèi)， 每隔1?IOmin分別按照步驟（5)采集氣泡二維切面圖像； (8) 計(jì)算氣體擴(kuò)散速度： 所述測試時(shí)間Λt內(nèi)，氣體平均擴(kuò)散擴(kuò)散速度Q計(jì)算公式如下：
所述分別為初始時(shí)刻在兩個鉤形針筒出氣口處氣泡A和氣泡B的體積，mm3 ; 所述VA、Vb分別為經(jīng)測試時(shí)間Λt后，所述氣泡A、氣泡B的體積，mm3。
【文檔編號】G01N13/00GK104237077SQ201410488108
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】李兆敏, 呂其超, 李賓飛, 李松巖, 盧擁軍, 邱曉慧, 張昀 申請人:中國石油大學(xué)