耐高温高压密封活塞、塞杆组合及稠油高压物性分析仪

技术领域

本发明涉及油田高压物性分析装置，尤其涉及活塞、塞杆组合及分析仪。

背景技术

在稠油热采研究中，由于稠油粘度较大，所以，在热力采油过程中需要注入远高于地 层温度的流体，高温剧烈影响地层流体的粘度和物理性质，需要对地层流体物理性质进行 测量和研究。目前，国内相关实验设备最高工作温度为180℃，一般只适用于粘度较稀的 原油进行PVT实验；法国ST公司的PVT设备最高工作温度为240℃，也不能满足高温高 压条件下稠油PVT实验。

发明内容

(1)本发明要解决的技术问题是提供一种能够满足在高温高压条件下进行稠油PVT 实验的耐高温高压密封活塞。

本发明一种耐高温高压密封活塞，包括：活塞主体；

所述活塞主体表面设置有环形凸缘，且所述环形凸缘与所述活塞主体的轴线垂直设置；

于所述活塞主体的表面，以环形凸缘为中心，分别向活塞主体的左右两端紧密对称设 置有高温高压挡圈、高温高压密封圈、高温高压挡圈、导向支撑环和紧固螺母。

本发明一种耐高温高压密封活塞，其中所述环形凸缘距活塞主体左右两端的距离相等。

本发明一种耐高温高压密封活塞，其中所述高温高压挡圈材质为聚酰亚胺，高温高压 密封圈材质为全氟醚橡胶。

本发明耐高温高压密封活塞与现有技术的区别在于本发明包含的活塞主体表面设置有 环形凸缘，且于凸缘的左右两侧分别按照顺序紧密设置了高温高压挡圈、高温高压密封圈、 高温高压挡圈、导向支撑环和前备螺母；其中由于高温高压挡圈、高温高压密封圈具有耐 高温耐高压的特性，因此本发明在高温高压环境下仍然适用。总而言之，本发明能够满足 在高温高压条件下进行稠油PVT实验。

(2)本发明要解决的技术问题是提供一种能够满足在高温高压条件下进行稠油PVT 实验的塞杆组合。

本发明一种采用了所述耐高温高压密封活塞的塞杆组合，还包括活塞杆；

所述活塞主体的右端面开有连接螺孔，所述活塞杆的左端设置有连接螺纹；所述活塞 主体与所述活塞杆通过螺孔与螺纹的配合，旋配为一体。

本发明一种塞杆组合，还包括一个止动环，所述止动环设置于所述活塞杆的左侧，并 随活塞杆一起旋进所述活塞主体右端面的螺孔内。

本发明塞杆组合与现有技术的区别在于本发明包含的活塞主体表面设置有环形凸缘， 且于凸缘的左右两侧分别按照顺序紧密设置了高温高压挡圈、高温高压密封圈、高温高压 挡圈、导向支撑环和前备螺母；其中由于高温高压挡圈、高温高压密封圈具有耐高温耐高 压的特性，因此本发明在高温高压环境下仍然适用。总而言之，本发明能够满足在高温高 压条件下进行稠油PVT实验。

(3)本发明要解决的技术问题是提供一种能够满足在高温高压条件下进行稠油PVT 实验的稠油高压物性分析仪。

一种采用了所述塞杆组合的稠油高压物性分析仪，包括：取样装置和分析装置；其中：

所述取样装置包括：活塞筒和所述塞杆组合，其中于活塞筒的前端设置有进/出气口和 抽/注油口；所述耐高温高压密封活塞设置在所述活塞筒内，并在活塞杆的带动下沿活塞筒 轴线方向运动；

所述分析装置包括：分析器和感应芯片；所述感应芯片嵌置于所述活塞筒内壁，且其 输出端与所述分析器的输入端相连。

本发明稠油高压物性分析仪，还包括一个止动环，所述止动环设置于所述活塞杆的左 侧，并随活塞杆一起旋进所述活塞主体右端面的螺孔内。

本发明稠油高压物性分析仪，其中所述环形凸缘距活塞主体左右两端的距离相等。

本发明稠油高压物性分析仪，其中所述高温高压挡圈材质为聚酰亚胺，高温高压密封 圈材质为全氟醚橡胶。

本发明包含的活塞主体表面设置有环形凸缘，且于凸缘的左右两侧分别按照顺序紧密 设置了高温高压挡圈、高温高压密封圈、高温高压挡圈、导向支撑环和前备螺母；当活塞 筒内腔中有压力时，环形凸缘左侧的高温高压密封圈会随着压力变形，填充活塞筒和高温 高压挡圈之间的细小间隙，起到密封的作用；同理，环形凸缘右侧的高温高压密封圈起到 二次密封的作用。因此本发明能够满足在高温高压条件下进行稠油PVT实验。

下面结合附图对本发明耐高温高压密封活塞、塞杆组合及稠油高压物性分析仪作进一 步地说明。

附图说明

图1为本发明稠油高压物性分析仪的结构示意图；

图2为图1中P处的局部放大图。

具体实施方式

(1)耐高温高压密封活塞

如图1所示，本发明一种耐高温高压密封活塞，包括：活塞主体2；于活塞主体2外 表面设置有环形凸缘，其中环形凸缘与活塞主体轴线垂直设置，且环形凸缘距活塞主体2 左右两端的距离相等。

于所述活塞主体2的表面，以环形凸缘为中心，分别向活塞主体2的左右两端紧密对 称设置有高温高压挡圈7(8)、高温高压密封圈6(9)、高温高压挡圈5(10)、导向支撑 环4(11)和紧固螺母3(12)。

导向支撑环4、11对活塞主体2起到导向支撑的作用，它能防止活塞主体2在运动过 程中与活塞筒1发生直接接触和摩擦，起到保护活塞筒1与活塞主体2不被磨损的作用。 前备螺母3/后备螺母12起到固定高温高压挡圈、导向支撑环和高温高压密封圈的作用，避 免它们从活塞主体2上脱落。高温高压挡圈和高温高压密封圈具有较强的耐高温耐高压性 能，其中，高温高压挡圈材质优选为聚酰亚胺，高温高压密封圈材质优选为全氟醚橡胶。

(2)塞杆组合

如图1所示，本发明一种塞杆组合，除了包括所述耐高温高压密封活塞外，还包括活 塞杆14和止动环13；其中：

活塞主体2的右端面开有连接螺孔，活塞杆14的左端设置有连接螺纹；止动环13随 活塞杆14一起旋进活塞主体右端面的螺孔内，活塞主体2与活塞杆14形成螺纹配合，止 动环13对活塞主体2和活塞杆14限位防松。

(3)稠油高压物性分析仪

如图1所示，本发明稠油高压物性分析仪，包括：取样装置和分析装置；其中：取样 装置包括：活塞筒1和塞杆组合，其中于活塞筒的前端设置有进/出气口15和抽/注油口17； 耐高温高压密封活塞设置在活塞筒1内，并在活塞杆14的带动下沿活塞筒轴线方向运动； 其中为了实现本发明的耐温耐压性能优异，高温高压挡圈材质为聚酰亚胺，高温高压密封 圈材质为全氟醚橡胶。

分析装置包括：分析器(图中未示出)和感应芯片16、18；感应芯片16、18嵌置于 活塞筒1内壁，且感应芯片16、18输出端分别与分析器的输入端相连，以将采集到数据传 送至分析器。

进一步地，为了保持活塞主体的稳定性及密闭性，在活塞主体2表面设置的环形凸缘 距活塞主体左右两端的距离相等。前备螺母3旋配在活塞主体2的左端，且前备螺母3的 左端面与活塞主体2的左端面齐平；后备螺母12旋配在活塞主体2的右端，且后备螺母 12的右端面与活塞主体2的右端面齐平。如此设计的好处在于，避免了活塞主体2的左右 两端与活塞筒1之间产生间隙。

进一步地，为了防止活塞主体2与活塞杆14之间发生松动，于活塞杆14的左侧还设 置有一个止动环13，止动环13随活塞杆14一起旋进活塞主体右端面的螺孔内。

使用本发明对稠油物性进行分析的过程如下：

首先开启活塞筒前端的抽/注油口，向后拉动活塞杆，随着活塞的向后移动，稠油被吸 进活塞筒内；

然后关闭活塞筒前端的抽/注油口，向前推动活塞杆，随着活塞杆的向前移动，活塞筒 内的稠油压强逐渐变大，直至压力达到预设值时，停止推送活塞杆；其间，分析装置一直 在测量活塞筒内的压强，并将结果直观反应在分析器显示屏上；

最后分析装置对稠油的高压物性进行分析。

本发明包含的活塞主体表面设置有环形凸缘，且于凸缘的左右两侧分别按照顺序紧密 设置了高温高压挡圈、高温高压密封圈、高温高压挡圈、导向支撑环和前备螺母；当活塞 筒内腔中有压力时，环形凸缘左侧的高温高压密封圈会随着压力变形，填充活塞筒和高温 高压挡圈之间的细小间隙，起到密封的作用；同理，环形凸缘右侧的高温高压密封圈起到 二次密封的作用。本发明能够满足在300℃、100Mpa的高温高压条件下进行稠油PVT实 验。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进 行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作 出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。