本实用新型涉及油气藏流体实验分析，特别涉及一种实验室用地层原油分离实验设备。
背景技术：
油气藏流体物性分析作为获取地层流体高压物性数据的重要手段，在油气田的勘探开发生产过程中起着至关重要的指导作用。而其中的地层原油分离实验，在于通过对比不同分离条件下的气油比、油罐油密度和地层原油体积系数等物性参数，确定不同分离条件对原油采收率的影响，为现场筛选出最佳的分离条件。
目前，国内并没有成品的地层原油分离实验设备，而进口的分离实验设备多采用高纯氦气保压来模拟一级分离器。这种方法会导致实验中收集到的一级分离气中含有一定量的氦气(氦气的含量与地层原油的气油比成反比例关系)，在之后的气相色谱分析中对气体的组分组成造成影响。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种实验室用地层原油分离实验设备，确定不同分离条件下对原油采收率的影响，以选择最佳的分离条件。
本实用新型所采用的技术方案是：一种实验室用地层原油分离实验设备，包括可视分离器、恒温控制系统、真空系统、调压及背压控制系统、压力采集系统、电气控制系统，以及装有油气藏流体样品的油气藏流体相态分析系统；所述油气藏流体相态分析系统和所述真空系统连接至所述可视分离器上部的流体注入口，所述恒温控制系统与所述可视分离器的循环水浴室相连通，所述调压及背压控制系统连接至所述可视分离器下部的调压压力口，所述压力采集系统包括分别连接在所述调压及背压控制系统上和所述可视分离器上部流体注入口上的压力传感器，所述电气控制系统分别与所述压力采集系统和所述恒温控制系统相连接。
所述可视分离器包括同轴布置的可视筒体和水浴筒体，所述可视筒体内形成实验样品室，所述可视筒体和所述水浴筒体之间形成环形循环水浴室；所述实验样品室内设置有活塞；所述可视筒体和所述水浴筒体的上端面密封设置有上堵头，所述上堵头内设置有与所述实验样品室相连通的流体注入口和流体排放口，所述流体注入口上设置有入口控制阀，所述流体排放口上设置有出口控制阀；所述可视筒体和所述水浴筒体的下端面密封设置有下堵头，所述下堵头内设置有与所述实验样品室相连通的调压压力口。
所述入口控制阀和所述出口控制阀均包括相互连接的阀杆手柄和阀杆，所述阀杆外部由上至下依次设置有阀杆压帽、上压垫、密封垫和下压垫。
所述恒温控制系统包括恒温浴槽，所述恒温浴槽的出口通过循环泵与所述可视分离器的循环水浴室的下端相连通、所述恒温浴槽的进口与所述可视分离器的循环水浴室的上端相连通，形成环路；所述恒温浴槽上设置有温度传感器，所述温度传感器、和所述循环泵均与所述控制系统相连接。
所述真空系统包括真空泵、真空缓冲容器、真空干燥容器和真空压力表。
所述调压及背压控制系统包括调压容器、气体调压阀、背压阀，所述气体调压阀和所述背压阀连接至所述调压容器的入口，所述调压容器的出口连接至所述可视分离器下部的调压压力口与所述可视分离器内的实验样品室相连通；所述气体调压阀的另一端连接氮气钢瓶。
所述压力采集系统的压力传感器配备有能直观采集并显示实时压力的数字化液晶显示仪表，所述压力传感器与所述电气控制系统相连接。
所述电气控制系统包括单片机控制器，所述单片机控制器的信号输入端连接有按键输入键盘，并且与所述恒温控制系统的温度传感器、所述压力采集系统的压力传感器相连接；所述单片机控制器的电源输入端设置有断电保护装置；所述单片机控制器的信号输出端连接有加热继电器，所述加热继电器连接至所述恒温控制系统的加热器的加热接触器；所述单片机控制器的信号输出端还连接有循环泵继电器，所述循环泵继电器连接至所述恒温控制系统的循环泵；所述单片机控制器的信号输出端还连接有超温超压报警装置。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备，还包括二级分离器，所述二级分离器与所述可视分离器上部的流体排放口相连接，所述二级分离器与所述流体排放口相连接的管线上设置有气体流量计。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备，还包括控制机箱，所述控制机箱包括设置有环球脚轮的底部支架，设置在底部支架上的电气控制机箱，和设置在电气控制机箱上的控制面板。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备，采用新的保压法取代进口分离实验设备中采用的高纯氦气保压法，保证收集到的一级分离气中无外来气体的引入，保证气体组分组成分析的准确性。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备能高度精确地模拟出实验所需的一级分离器环境，确保分离实验的顺利开展，并解决了目前地层原油分离实验设备的高纯氦气保压系统导致的分离气中有氦气的混入，导致气体组分组成分析结果不准确的问题。
附图说明
图1：本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备结构示意图；
图2：本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备的可视分离器结构示意图；
图3：本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备的电气控制系统电路框图。
附图标注：1、油气藏流体相态分析系统；2、真空系统；3、压力传感器；4、压力传感器；5、截止阀；6、温度传感器；7、快速接头；8、可视分离器；9、入口控制阀；10、出口控制阀；11、二级分离器；12、气体流量计；13、气体调压阀；14、背压阀；15、调压容器；16、恒温浴槽；17、循环泵；18、阀杆手柄； 19、阀杆压帽；20、阀杆；21、上压垫；22、密封垫；23、下压垫；24、上堵头； 25、密封圈；26、密封圈；27、活塞；28、可视筒体；29、水浴筒体；30、拉杆； 31、下堵头；32、锁紧螺母；33、实验样品室；34、循环水浴室。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如附图1至图3所示，一种实验室用地层原油分离实验设备，包括可视分离器8、恒温控制系统、真空系统2、调压及背压控制系统、压力采集系统、电气控制系统，以及装有油气藏流体样品的油气藏流体相态分析系统1。所述油气藏流体相态分析系统1和所述真空系统2连接至所述可视分离器8上部的流体注入口，所述恒温控制系统与所述可视分离器8的循环水浴室34相连通，所述调压及背压控制系统连接至所述可视分离器8下部的调压压力口，所述压力采集系统包括分别连接在所述调压及背压控制系统上的压力传感器3和所述可视分离器8 上部流体注入口上的压力传感器4，所述电气控制系统分别与所述压力采集系统和所述恒温控制系统相连接。
所述可视分离器8包括同轴布置的可视筒体28和水浴筒体29，所述可视筒体28内形成实验样品室33，所述可视筒体28和所述水浴筒体29之间形成环形循环水浴室34；所述实验样品室33内设置有活塞27，所述活塞27采用非金属高强度材料，整体可耐压6MPa；所述可视筒体28和所述水浴筒体29的上端面密封设置有上堵头24，所述上堵头24内设置有与所述实验样品室33相连通的流体注入口和流体排放口，所述流体注入口上设置有入口控制阀9，所述流体排放口上设置有出口控制阀10；所述可视筒体28和所述水浴筒体29的下端面密封设置有下堵头31，所述下堵头31内设置有与所述实验样品室33相连通的调压压力口；所述上堵头24和所述下堵头31分别通过密封圈25、密封圈26与所述水浴筒体29和所述可视筒体28密封连接；所述上堵头24和所述下堵头31 之间设置有拉杆30，并通过锁紧螺母32固定。其中，所述入口控制阀9和所述出口控制阀10直接设计在可视分离器8的上堵头24上，该结构操作及方便快捷，且减少了进出口的阀门管线死体积，确保实验的准确性；所述入口控制阀9和所述出口控制阀10均包括相互连接的阀杆手柄18和阀杆20，所述阀杆20外部由上至下依次设置有阀杆压帽19、上压垫21、密封垫22和下压垫23。
所述恒温控制系统包括恒温浴槽16，所述恒温浴槽16的出口通过循环泵17 与所述可视分离器8的循环水浴室34的下端相连通、所述恒温浴槽16的进口与所述可视分离器8的循环水浴室34的上端相连通，形成环路；所述恒温浴槽16 上设置有温度传感器6，所述温度传感器6、和所述循环泵17均与所述控制系统相连接。所述恒温控制系统采用自控温式恒温系统，通过配备的恒温循环泵17，可将恒温系统中的热源输送至可视分离器8内，且不断循环，确保实验时的温度恒定性。
所述真空系统2用于对整个系统操作前的抽真空，将管路及可视分离器8 中的空气抽出，确保实验的准确性。所述真空系统2包括真空泵、真空缓冲容器、真空干燥容器和真空压力表，此单元采用独立小车安装，便于移动。
所述调压及背压控制系统包括调压容器15、气体调压阀13、背压阀14，所述气体调压阀13和所述背压阀14连接至所述调压容器15的入口，所述调压容器15的出口连接至所述可视分离器8下部的调压压力口与所述可视分离器8内的实验样品室33相连通；所述气体调压阀13的另一端连接氮气钢瓶。所述气体调压阀13用于控制注入氮气驱替水压从而驱动活塞27将可视分离器8中的气体赶出，采用高精度调压阀，压力输入压力3000psi，输出压力1000psi，调压精度 50psi；所述背压阀14用于控制可视分离器8中的压力通过左旋背压阀14将可视分离器8降压从而实现油气分离实验，控压范围0-1000psi，控压精度50psi。
所述压力采集系统的压力传感器3、4均配备有数字化液晶显示仪表，可直观采集并显示系统实时压力，量程0-6MPa，精度0.1％F.S.，数显仪表输入信号 4-20ma，自带RS485通讯接口。所述压力传感器3、4与所述电气控制系统相连接。
所述电气控制系统包括单片机控制器，所述单片机控制器的信号输入端连接有按键输入键盘，并且通过A/D转换器与本设备的传感器相连接，具体的，所述传感器包括所述恒温控制系统的温度传感器6、所述压力采集系统的压力传感器3、4；所述单片机控制器的电源输入端设置有断电保护装置，遇到突然断电的情况，再来电时电路不会继续通电，需重新启动仪器电源按钮。所述单片机控制器的信号输出端连接有加热继电器，所述加热继电器连接至所述恒温控制系统的加热器的加热接触器；所述单片机控制器的信号输出端还连接有循环泵继电器，所述循环泵继电器连接至所述恒温控制系统的循环泵17；此外，所述单片机控制器的信号输出端还连接LED显示模块和超温超压报警装置，所述超温超压报警装置用于温度或者压力任何一个参数超过设定值，仪器会进行自动断电保护。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备，还包括二级分离器11，所述二级分离器11与所述可视分离器8上部的流体排放口相连接，所述二级分离器11与所述流体排放口相连接的管线上设置有气体流量计12。所述二级分离器11和所述气体流量计12可对气体进行二次分离，并通过流量计计量产出气量。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备，还包括控制机箱，所述控制机箱包括设置有环球脚轮的底部支架，设置在底部支架上的电气控制机箱，和设置在电气控制机箱上的控制面板。
本实用新型中，所述油气藏流体相态分析系统1和所述真空系统2的出口管线上，所述气体调压阀13、所述二级分离器11和所述气体流量计12的入口管线上均设置有截止阀5；所述油气藏流体相态分析系统1和所述真空系统2与所述可视分离器8之间通过快速接头7相连接；所述二级分离器11和所述气体流量计12和所述可视分离器8之间通过快速接头7相连接。
本实用新型一种实验室用地层原油分离实验设备的工作流程为：通过真空系统2对可视分离器8及管路抽真空；同时对恒温控制系统进行加热，对照温度传感器6设定加热及控温温度；并通过热循环泵17对可视分离器8进行恒温加载，装有油气流体样品的油气藏流体相态分析系统1通过阀门以及入口控制阀9注入至可视分离器8中，对照压力传感器3、4通过背压阀14设定可视分离器8的工作压力，气体注入至可视分离器8中迫使活塞27下降，混合物因压力下降解析出气体，凝析出液体，出线明显的气液分离界面，等待压力稳定后打开控制气体气源阀，缓慢打开可视分离器8顶部的出口控制阀10排出脱出气体，并观察气液界面，当气液界面到达可视分离器8玻璃筒最上端时迅速关闭出口控制阀10，通过气体调压阀13注入氮气将调压容器15中的水驱至可视分离器8中从而将活塞27上推，将可视分离器8中的气体推送至二级分离器11以及气体流量计12 从而出气进行计量。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。