一种注入系统的热量补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及三维热采物理模型领域，尤其涉及一种三维热采物理模型注入系统的 热量补偿装置。
【背景技术】
[0002] 稠油热采三维物理模型的主要功能是依据油藏原型和相似准则考察稠油油藏注 蒸汽开发的效果以及蒸汽在油层中的渗流规律，研究不同稠油油藏注蒸汽以提高采收率的 宏观机理。
[0003] 稠油热采三维物理模型装置主要包括模型本体、注入系统、测控系统和产出系统 等。其中注入系统是利用蒸汽发生器向模型本体(釜体）内注入用于开采稠油的热蒸汽。自 蒸汽发生器产生的热蒸汽流入模型本体过程中会发生不可预估的热量损失(包括温度损失 和/或干度损失），导致注入模型本体中的热蒸汽温度和干度不能达到设定的实验温度和实 验干度。
[0004] 为解决热蒸汽的热量损失问题，现有的注入系统采用如下两种方式：
[0005] -、在模型的爸体上包覆加热套或保温套或者爸体置于恒温箱中，改善模型爸体 温度从而减少注入蒸汽流温度的降低。该方式虽可改善蒸汽流经釜体时所产生的热量的降 低，但同时会对釜体内部温度产生影响，改变了模型模拟环境条件。
[0006] 二、在注入管道上包覆加热带实现对进入釜体前蒸汽的加热。但是由于三维热采 物理模拟经常要涉及到高温高压条件，因此模型的釜体通常是由强度很高的金属制成，具 有很强的导热性能且具有一定的厚度。因此该方法只能够确保液体或者气体在进入釜体之 前的热量，而不能改善模型釜体对注入蒸汽的热量传导散热现象。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种能够补偿蒸汽在穿行釜壁时热量损失的注入系统的热 量补偿装置。
[0008] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0009] 本发明提供了一种注入系统的热量补偿装置，包括釜体和注入管线，所述釜体包 括釜壁和釜体内腔，所述注入管线一端通过釜壁的管道伸入至釜体内腔，在所述注入管线 外壁上且自注入管线伸入釜壁的一端起至注入管线位于釜体的外侧处缠绕有加热丝，所述 加热丝外接电压，对应注入的不同温度的蒸汽接入相应的电压值以补偿蒸汽在穿行釜壁时 的热量损失。
[0010] 进一步的技术方案是，所述热量补偿装置还包括有密封管，所述密封管的本体部 分穿设于釜壁的管道和加热丝之间，所述本体部分的外壁与釜壁的管道内壁密封连接，所 述注入管线固设在密封管内部。
[0011] 进一步的技术方案是，所述密封管的主体部分的外壁设有NPT密封螺纹。
[0012] 进一步技术方案是，在所述注入管线和密封管之间填充保温绝缘材料，所述保温 绝缘材料包覆于加热丝的外侧。
[0013] 进一步的技术方案是，所述密封管还包括与主体部分相连接的管端，所述管端位 于爸体的外部。
[0014] 进一步的技术方案是，所述注入管线与密封管的两端通过焊接连接。
[0015] 进一步的技术方案是，在所述釜壁的一侧螺纹连接有模拟井，所述注入管线伸入 釜体内腔的一端位于所述模拟井的内部，所述模拟井的环壁设置有射孔。
[0016] 进一步的技术方案是，所述注入系统的热量补偿装置还包括设置在所述釜壁的管 道内部且靠近釜体内腔一端的卡箍，所述卡箍设有用于穿设注入管线的中心孔。
[0017] 进一步的技术方案是，所述注入管线伸出釜壁的一端通过卡套和压帽与蒸汽发生 器连接。
[0018] 本发明的有益效果为：
[0019] 本发明的注入管线在伸入釜壁的部分设置加热丝，避免了蒸汽流在穿行釜壁时由 于温度和干度降低，导致流入釜内蒸汽的热量损失的问题，能够精确控制蒸汽进入釜体腔 室的温度和干度为设定的实验温度和实验干度。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明优选实施例1提供的注入系统的热量补偿装置与釜壁的装配示意图；
[0021] 图2为本发明优选实施例1提供的注入系统的热量补偿装置的结构示意图；
[0022] 图3为本发明优选实施例1提供的注入系统的热量补偿装置的原理图。
[0023] 图中：
[0024] 1、釜壁;2、注入管线；3、加热丝;4、密封管;5、NPT密封螺纹;6、保温绝缘材料;7、卡 套;8、压帽;9、模拟井;10、射孔;11、卡箍;41、主体部分;42、管端。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0026] 优选实施例1
[0027]本实施例提供了一种注入系统的热量补偿装置，尤其是用于三维热采物理模型的 注入系统的热量补偿装置。
[0028] 如图1和图2所示，包括釜体和注入管线2，釜体包括釜壁1和釜体内腔，所述注入管 线2的一端通过釜壁1的管道伸入至釜体内腔中，在所述注入管线2的外壁上且自注入管线2 伸入釜壁1的一端起至注入管线2位于釜体外侧处缠绕有加热丝3,优选的，加热丝3为电热 丝。所述加热丝3外接电压，对应注入的不同温度的蒸汽接入相应的电压值以补偿蒸汽在穿 行爸壁时1的热量损失。
[0029] 本实施例的注入管线2穿设在釜壁1管道内的部分处或者穿设在釜壁1管道内的部 分处和伸出釜壁1设定长度的管壁上缠绕有加热丝3,避免了蒸汽流在穿行釜壁1时由于温 度和干度降低，导致流入釜内蒸汽的热量损失的问题，本实施例的注入系统的热量补偿装 置能够根据注入蒸汽温度，精确计算出需要接入加热丝的电压值，以补偿蒸汽在穿行釜壁1 时的热量损失，使其进入釜体腔室的温度和干度均为实验设定温度和实验设定干度。
[0030] 为了避免加热丝3直接与釜壁1接触将热量传递给釜体，影响釜体内部温度，热量 补偿装置还包括有密封管4,密封管4的本体部分穿设于釜壁1的管道和加热丝3之间，注入 管线2固设在密封管4内部。注入管线2与密封管4的两端通过焊接连接。
[0031] 进一步的，为了防止加热丝3的热量向密封管4和釜体扩散，在注入管线2和密封管 4之间填充保温绝缘材料6，保温绝缘材料6包覆于加热丝3的外侧。
[0032] 为了防止注入管线2内蒸汽流自密封管4和釜壁1的管道之间的缝隙流出，本体部 分的外壁与釜壁1的管道内壁密封连接。优选的，密封管4的主体部分41的外壁设有NPT密封 螺纹5,本体部分的外壁与釜壁1的管道内壁通过NPT密封螺纹5密封。优选的，螺纹为NPT-3/ 8牙结构。
[0033]密封管4还包括与主体部分41相连接的管端42,管端42位于釜体的外部。管端42为 六角结构，便于拧紧工具将密封管4主体部分41装配到釜壁1的管道内。密封管4的管端42和 主体部分41为一体成型结构，注入管线2伸出釜壁1的一端可穿过主体部分41和管端42的中 心孔与外部注入管道相连通。具体的，注入管线2伸出釜壁1的一端通过卡套7和压帽8与外 部注入管道连接。
[0034]在所述釜壁1的管道靠近所述釜体内腔的一侧螺纹连接有模拟井9,所述注入管线 2伸入釜体内腔的一端位于所述模拟井9的内部，所述模拟井9的环壁设置有射孔10。注入管 线5中的蒸汽通过模拟井9的射孔喷射到釜体内腔中。
[0035] 所述注入系统的热量补偿装置还包括设置在所述釜壁1的管道内部且靠近釜体内 腔一端的卡箍11，所述卡箍11设有用于穿设注入管线的中心孔。所述卡箍11外壁与釜壁1管 道的外壁固定且密封连接，注入系统以及注入系统的热量补偿装置装配至釜壁1管道时，注 入管线2穿过卡箍11的中心孔伸入釜体内腔。卡箍11对注入系统的热量补偿装置起到良好 衔接密封的作用。
[0036] 为测试注入系统热量补偿装的适用性，分析其对注入蒸汽(流体)温度和干度的补 偿作用，分别在室内条件和高温高压下进行了试验，实验条件和实验结构如下：
[0037] 室温常压试验中，连接好实验装置并检查气密性后，通过蒸汽发生器注入热水，设