ЩЕЛЕВАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОСКИХ И ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ТЕЧЕНИЙ Советский патент 1958 года по МПК G06G7/57 

Известны щелевые модели для изучения осесимметричного притока воды и нефти к несовершенной скважине. Недостатком их является то, что они не обеспечивают решения задач по моделированию течений, в пластах с большой анизотропией и исследования трехслойных водо-нефте-газовых систем, так как необходимые для этих случаев модели больших размеров не удается осуществить из-за технических трудностей, возникающих при обработке плоских стенок щелей.

В описываемой модели эти недостатки устранены благодаря тому, что щелевое пространство модели, имеющее форму профилированной кольцевой щели, образовано двумя концентрически расположенными цилиндрами, причем наружный круговой цилиндр ее изготовлен из органического стекла, а внутренний профилированный - из литых чугунных секций.

Кроме того, с целью выравнивания контурного потенциала и установления заданного вскрытия и моделирования гидравлического разрыва, в устройстве применена входная камера и полые стержни с резиновыми вкладышами.

Конструкция модели позволяет производить на ней исследования патенциальных течений и других плоских и бессиметричных задач уравнения Лапласа.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема модели, вид сбоку; на фиг. 2 - цилиндры модели, вид сверху.

Описываемая модель имеет щелевой зазор, ширина которого меняется по закону кубической параболы. Зазор, изменяющийся в соответствии с этим законом, образован двумя цилиндрами: наружным круговым, изготовленным из органического стекла, и внутренним профилированным, собранным из литых чугунных секций.

Минимальная ширина зазора модели в том месте, где в натуре будет находиться выход в скважины, равна 1 мм, а максимальная, там где предполагается поместить «контур питания», т.е. у входа в щель, составляет 7,6 мм.

Наружный цилиндр 1 состоит из пяти секций, армированных стальными кольцами для обеспечения жесткости. Каждая секция склеена из шести-семи колец, вырезанных из блочного органического стекла. Секции наружного цилиндра стягиваются верхней и нижней крышками. Внутренний цилиндр 2 состоит из шести секций, соединенных между собой болтами.

Жидкость может подаваться во входную камеру в каждой из секций внутреннего цилиндра 2 через входную камеру 3 и штуцеры 4. Из выходной камеры 5 жидкость может отводиться сверху или снизу через штуцеры 6 и 7.

Для установления необходимого интервала вскрытия в выходную камеру 5 вставляются полые стержни 8, на которые надеваются резиновые вкладыши 9, форма которых соответствует форме камеры. Набор стержней различной длины позволяет устанавливать определенные интервалы вскрытия пласта.

На внутренней поверхности наружных прозрачных секций нанесена координатная сетка, с помощью которой можно фиксировать положение поверхностей раздела.

Для уменьшения влияния разности удельных весов жидкостей модель можно устанавливать под углом к вертикали. Максимальный угол наклона к вертикали составляет 60°, что позволяет в два раза уменьшить эффективную разность удельных весов.

Когда модель находится в наклонном положении, она медленно вращается вокруг своей оси с помощью электродвигателя 10 и червячного редуктора. Вращение модели позволяет исключить влияние компонентов силы тяжести, действующих в плоскости, перпендикулярной оси модели.

Приток и отвод жидкости во время вращения модели осуществляется через коллектор 11, к которому присоединены трубки 12, помещающиеся в полой оси модели. Во время вращения через коллектор производится подача жидкости во вращающиеся вместе с моделью отводы 13.

Модель смонтирована на раме 14, имеющей три опоры. В верхней и нижней крышках и в каждой секции наружного цилиндра имеются отверстия для замера давления, расположенные по всей окружности цилиндра. При снятии распределения давления во время опыта и проверки точности зазора жидкость через специальные ввинчивающиеся штуцеры отводится к пьезометрам. В тех случаях, когда давление не измеряется, отверстия закрыты специальными пробками 15.

Жидкости, моделирующие нефть и воду, подаются из сосудов, обеспечивающих постоянство напора, и по трубкам 12 подводятся к коллектору, откуда поступают к соответствующим секциям внутреннего цилиндра.

1. Щелевая модель для исследования плоских и осесимметричных потенциальных течений и других плоских и осесимметричных задач уравнения Лапласа, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и упрощения технологии изготовления модели, щелевое пространство ее образовано кольцевым зазором между двумя цилиндрами.

2. Щелевая модель по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью выравнивания контурного потенциала и установления заданного вскрытия и моделирования гидравлического разрыва, в нем применены входная камера и устройство, состоящее из полых стержней с резиновыми вкладышами.

3. Щелевая модель по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что наружный круговой цилиндр ее изготовлен из органического стекла, а внутренний профилированный - из литых чугунных секций.