，本发明并不局限于上述方式，在不脱离本发明原理的前提下，还能进一步改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高温高压绝热氧化实验系统，包括压力跟踪补偿模块、实验容器模块、样品注入模块和上位控制模块，其特征在于，所述实验容器模块位于系统中心，分别连接压力跟踪补偿模块和样品注入模块，上位控制模块连接并控制压力跟踪补偿模块、实验容器模块和样品注入t旲块； 所述实验容器模块包括模型注入口(I)、实验油砂(U)、模型釜体(8)、高强度螺栓(2)、法兰(4)、岩心钢套(18)、模型封头(5)、釜体端盖(15)、釜体封头(I6)、模型出口(I7)、腔体填充体(10)、点火器系统(3)、温度传感器(6)、加热元件(7)、隔热层一 (9)，隔热层二(14)、热跟踪元件(12)、温度检测器(13)、环压注入口(20)、测压点(19); 所述实验容器模块中部为岩心钢套(18)，岩心钢套(18)内放置实验油砂(11)，实验油砂(11)两端设有隔热层一 (9)和隔热层二(14)，所述岩心钢套(18)外侧表面环布热跟踪元件(12)和温度检测器(13)，岩心钢套(18)外侧通过环形网状的腔体填充体(10)支撑，腔体填充体(10)外侧连接模型釜体(8)，所述模型釜体(8)左端设有模型封头(5)和法兰(4)，高强度螺栓(2)依次穿过法兰(4)、模型封头(5)和模型釜体(8)，将模型封头(5)压紧固定在法兰(4)和模型釜体(8)之间；所述模型釜体(8)右端设有釜体端盖(15)和釜体封头(16)，釜体端盖(15)上设有螺纹，通过螺纹与模型釜体(8)相连接;釜体封头(16)通过螺栓与釜体端盖(15)连接;所述模型注入口(I)通过螺栓安装在模型封头(5)上，模型注入口(I)穿过模型封头(5)和隔热层一(9)，插入实验油砂(11)中；所述模型出口(17)穿过釜体封头(16)和隔热层二(14)，插入实验油砂(11)中；所述环压注入口(20)是在模型封头(5)的一根通孔，连接到腔体填充体(10)中，所述测压点(19)在腔体填充体(10)上，所述加热元件(7)位于模型封头(5)上。2.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述压力跟踪补偿模块，包括储气罐(21)、调压阀一 (22)、压力跟踪补偿栗(24)、缓冲容器(25)、六通阀(23)和注入阀组(32)，储气罐(21)连接调压阀一(22)，调压阀一(22)连接连接压力跟踪补偿栗(24)和六通阀(23)，压力跟踪补偿栗(24)连接缓冲容器(25)，缓冲容器(25)连接六通阀(23)，六通阀(23)中三个通路分别连接注入阀组(32)，注入阀组(32)为两位三通阀，注入阀组(32)末端通路连接放空端口(33)，注入阀组(32)中部通路连接实验容器模块的环压注入口(20)。3.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述样品注入模块包括氧化气罐(26)、调压阀二 (27)、气体容器(28)、水容器(29)、油容器(30)和注入栗(31)，注入栗(31)并联连接气体容器(28)、水容器(29)和油容器(30)的入口端，氧化气罐(26)通过调压阀二( 27)连接模型注入口( I)，气体容器(28)、水容器(29)、油容器(30)在出口端连接实验容器模块的模型注入口( I)。4.根据权利要求1所述的带有绝热和压力跟踪补偿装置的氧化实验系统，其特征在于，所述岩心钢套(18)壁面厚度< 0.3_，岩心钢套热传导性能较强。5.根据权利要求1或4所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述岩心钢套(18)外侧表面设有热跟踪元件(12)，内侧表面设有温度检测器(13)，热跟踪元件(12)和温度检测器(13)为间隔排布，即热跟踪元件(12)相邻为温度检测器(13)，热跟踪元件(12)和温度检测器(13)数量为6?18个;温度检测器(13)分别安装在岩心钢套(18)内侧表面和中心，用于检测岩心钢套(18)内表面和中心的反应温度； 所述热跟踪元件(12)通过导热线连接加热元件(7)，当岩心钢套(18)内部发生反应后，温度检测器(13)检测岩心钢套(18)的中心温度以及内侧表面的温度，为确保整个岩心钢套(18)内部温度保持一致，根据中心温度以及内侧表面的温度差值，加热元件(7)对岩心钢套(18)进行绝热补偿，通过加热岩心钢套(18)外表面，薄壁的金属岩心钢套(18)迅速将热量传递到岩心钢套(18)内侧，保持岩心钢套(18)内侧部分的氧化反应温度环境跟中心部分反应温度环境一致，避免实验温度散失；同时确保岩心钢套(18)内侧温度不超过中心反应温度。6.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述腔体填充体(10)为规则六边形的蜂窝状网，采用表面喷涂耐高温涂料的聚酰亚胺材料组成，提高支撑能力，聚酰亚胺材料导热性差，避免热量通过腔体填充体(10)散失;腔体内充满惰性气体，导热效率差，起到隔热功能。7.根据权利要求1或4所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述压力跟踪补偿模块和环压主入口(20)接口处采用快速接头，在实验过程中，岩心钢套(18)内因注入压力和氧化/燃烧反应产生高压，容易破坏薄壁的岩心钢套(18)，需要使用压力跟踪补偿模块对腔体提供反压，测压点(19)可同时在岩心钢套(18)内外进行测量，并向控制系统反馈压力值，压力跟踪补偿模块所提供的反压保持比岩心钢套(18)内的压力值大0.01?0.2Mpaο8.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述的最高模拟压力为70Mpa，最高实验温度为700°C ； 所述实验容器模块的模型注入口(I)、模型釜体(8)、法兰(4)、岩心钢套(18)、模型封头(5)、釜体端盖(I5)、釜体封头(16)和模型出口(I7)之间的连接处，均达到70Mpa的密封标准。9.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，所述上位控制模块所连接的压力跟踪补偿模块、实验容器模块和样品注入模块均采用自动化控制，温度和压力通过检测的数据，反馈到上位控制模块后，上位控制模块发送指令，迅速调节温度和压力值，保证实验效果，同时保护岩心钢套(18)不被破坏。10.根据权利要求1所述的高温高压绝热氧化实验系统，其特征在于，本发明还提供高温高压绝热氧化实验方法，步骤如下: 1)将实验油砂填入岩心钢套(18)，岩心钢套(18)两端连接好隔热层一(9)和隔热层二(14)，送入模型釜体(8)，两端分别安装好模型注入口(1)、模型釜体(8)、法兰(4)、岩心钢套(18)、模型封头(5)、釜体端盖(15)、釜体封头(16)和模型出口(17); 2)实验容器模块位于系统中心，分别连接好压力跟踪补偿模块和样品注入模块，对装置进行自检和压力测试； 3)样品注入模块按照所需比例，向实验容器模块注入反应所需原油和水、气体的样品，同时氧化气罐(26)按需求向实验容器模块注入氧化气体，根据注入压力和氧化/燃烧反应过程产生的压力，开启压力跟踪补偿模块，对实验容器模块提供反压，测压点(19)同时在岩心钢套(18)内外进行测量，并向控制系统反馈压力值，便于调节反压，使其保持在比岩心钢套(18)内的压力值大0.01?0.2Mpa的范围内，避免薄壁的岩心钢套(18)被内部压力破坏； 4)反应过程中，岩心钢套(18)内的温度会逐渐升高，根据温度检测器(13)检测到的岩心钢套(18)表面温度，加热元件(7)会调控热跟踪元件(12)跟检测到的温度保持一致，并且根据实验温度变化而相应变化，起到绝热效果，避免实验产生的热量外泄； 5)如需进行燃烧反应，可启动点火器系统(3)，对样品进行燃烧实验； 6)保持上述条件，直到实验完成，在实验过程中，实验样品可随时进行取样分析，了解实验数据的实时情况。实验结束后，样品从模型出口排出，并清洗设备，准备下一次实验。
【专利摘要】本发明涉及一种高温高压绝热氧化实验系统及方法，包括压力跟踪补偿模块、实验容器模块、样品注入模块和上位控制模块；所述实验容器模块位于系统中心，分别连接压力跟踪补偿模块和样品注入模块；所述实验容器模块包括模型注入口、实验油砂、模型釜体、高强度螺栓、法兰、岩心钢套、模型封头、釜体端盖、釜体封头、模型出口、腔体填充体、点火器系统、温度传感器、加热元件、隔热层、热跟踪元件、温度检测器、环压注入口、测压点。本发明结构新颖，通过温度补偿元件结合导热性好的薄壁岩心钢套实现绝热，同时设置压力跟踪补偿模块确保薄壁的岩心钢套不会因压力过大而损坏，让实验能更真实的模拟氧化反应过程。
【IPC分类】G01N33/28, G01N33/00
【公开号】CN105527409
【申请号】CN201610006614
【发明人】蒲万芬, 袁成东, 李一波, 刘宝和
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月7日