一种盐穴沉渣储气注气排卤实验装置的制作方法

本发明涉及盐穴储气库注气排卤，尤其涉及一种盐穴沉渣储气注气排卤实验装置。

背景技术：

1、盐穴储气库通常采用单井油垫水溶造腔技术建造。这一技术的主要工艺过程是：通过钻井将埋深数百米至两千余米的深部盐层与地面连通，固井后在井筒中安置造腔外管、造腔内管等管柱；把淡水或非饱和卤水注入井下，溶解盐层，期间用油垫层控制上溶；随着盐岩的溶解，溶腔不断扩大，适时调整油垫、造腔内管及造腔外管的深度，以达到控制腔体溶解边界的目的，最终获得满足储库要求的溶腔；然后向腔体内注入高压天然气同时排出卤水(即“注气排卤”)，进而形成大型地下储气洞室。水溶造腔完成后，难溶于水的“杂质”堆积到盐腔底部，形成“沉渣”堆积体，沉渣内的空隙被卤水占据。传统建库技术的注气排卤过程会将排卤管柱设置于“沉渣堆积面”上方，最终排卤管口以上的绝大部分卤水被天然气挤到地面，然后起出排卤管完成储气库建造。

2、传统建库技术利用溶腔内的沉渣堆积体以外的纯卤水空间储气，对低杂质盐矿，水溶造腔完成后仅残留少量沉渣在溶腔内，经注气排卤后可以形成大型储气库。但对高杂质盐矿，水溶造腔完成后会残留大量沉渣在溶腔内，经注气排卤后仅能形成小规模气库，投入产出比极低，建库可行性差，但实际上沉渣内仍有较多被卤水填充的空间可以利用，因此为提高腔体利用率，驱替出沉渣内卤水，保证建库经济效益，需针对盐穴储气库不溶物沉渣堆积物空隙率、气驱效率实验、不同注气排卤方式(两注一排、一注一排、水平井底部排卤)开展物理模拟实验研究，现有技术中没有相关实验装置。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种盐穴沉渣储气注气排卤实验装置。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盐穴沉渣储气注气排卤实验装置，其包括：气瓶、用于测量沉渣空隙率的参比室、卤水罐、用于装载沉渣的第一沉渣容器、用于装载沉渣的第二沉渣容器、用于对第一沉渣容器和第二沉渣容器进行真空处理的真空机构、第一压实活塞、第二压实活塞、第三压实活塞，所述气瓶通过第一管路与所述第一沉渣容器连接，所述参比室、所述卤水罐的一端、所述真空机构、所述第二沉渣容器均与第一管路连接，所述卤水罐的另一端分别通过第二管路与所述第一沉渣容器以及所述第二沉渣容器连接，所述第一压实活塞以及所述第二压实活塞均滑动安装在所述第二沉渣容器中，所述第三压实活塞滑动安装在所述第一沉渣容器中。

3、采用本发明技术方案的有益效果是：沉渣容器用于模拟腔体，装载实验所用沉渣、卤水及气体。参比室用于根据气体等温膨胀原理测量沉渣容器内沉渣空隙率。真空机构用于对沉渣容器内部抽真空。压实活塞的设置，使得沉渣容器能够实现不溶物沉渣压实。完成盐穴储气库不溶物沉渣堆积物空隙率、气驱效率实验、不同注气排卤方式(两注一排、一注一排、水平井底部排卤)物理模拟实验。

4、进一步地，所述气瓶和所述参比室之间的第一管路上设有气体压力表、气体流量计，所述气体压力表邻近所述气瓶，所述气体流量计邻近所述参比室，所述卤水罐的底部安装有用于测量卤水罐重量的称重部件，所述第二沉渣容器的顶部一侧连接有第一压力传感器，所述第二沉渣容器的顶部另一侧连接有第二压力传感器，所述第一沉渣容器的顶部连接有第三压力传感器，所述参比室的顶部连接有第四压力传感器(38)，所述参比室与所述真空机构之间的第一管路上安装有第五压力传感器。

5、采用上述进一步技术方案的有益效果是：气体流量计用于计量实验注气速度。压力传感器用于测量沉渣容器及各管路内部压力。称重部件用于计量排出卤水质量，计算排卤流速。气体压力表用于监测压力变化。减压后的气体通过管路分别与第一沉渣容器、第二沉渣容器、参比室相连。便于用户获取不同位置的压力、流量等参数数据。

6、进一步地，所述第二沉渣容器的顶部安装有用于测量第二压实活塞位移的第一位移传感器、用于测量第一压实活塞位移的第二位移传感器，所述第二压实活塞位于所述第二沉渣容器的顶部一侧，所述第一压实活塞位于所述第二沉渣容器的顶部另一侧，所述第一位移传感器与所述第二压实活塞对应设置，所述第二位移传感器与所述第一压实活塞对应设置，所述第一沉渣容器的顶部安装有用于测量第三压实活塞位移的第三位移传感器，所述第三位移传感器与所述第三压实活塞对应设置。

7、采用上述进一步技术方案的有益效果是：位移传感器用于计量沉渣容器中压实活塞的压实行程，便于用户获取压实活塞的行程参数数据，为实验提供数据支撑，提高实验装置的可靠性。

8、进一步地，还包括：数据采集仪，所述气体流量计、所述称重部件、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述第三压力传感器、所述第四压力传感器、所述第五压力传感器、所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器均与所述数据采集仪连接。

9、采用上述进一步技术方案的有益效果是：数据采集仪用于对于各种压力、流量、质量等数据的采集。气体流量计置于气体减压阀之后，位移传感器和压力传感器分别与第一沉渣容器、第二沉渣容器相连，另一端与数据采集仪相连，数据采集仪与计算机相连，计算机安装专用采集软件，用于对各项数据的采集处理。

10、进一步地，所述真空机构包括：真空压力表、真空泵、干燥罐、缓冲罐，所述真空泵与所述干燥罐连接，所述干燥罐与所述缓冲罐连接，所述缓冲罐与第一管路连接。

11、采用上述进一步技术方案的有益效果是：真空泵与沉渣容器相连，用于消除异类气体影响，提高实验数据精准度，提高实验装置的稳定性以及可靠性。

12、进一步地，所述第一沉渣容器为圆柱型沉渣容器，所述第二沉渣容器为u型沉渣容器。

13、采用上述进一步技术方案的有益效果是：圆柱型沉渣容器及u型沉渣容器用于模拟腔体，装载实验所用沉渣、卤水及气体。压实活塞的设置，使得沉渣容器能够实现不溶物沉渣压实。

14、进一步地，第一管路上设有气体减压阀、第一阀门、第二阀门、第五阀门、第六阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门，所述气体减压阀邻近所述气瓶，所述气体减压阀、所述第二阀门、所述第十七阀门、所述第十八阀门、所述第五阀门依次安装在第一管路上，所述第五阀门邻近所述第一沉渣容器，所述第五阀门与所述第一沉渣容器的第一端连接，所述第一阀门与所述气体减压阀和所述第二阀门之间的第一管路连接，所述第六阀门与所述第五阀门和所述第一沉渣容器之间的第一管路连接，所述第十九阀门的一端与所述第二阀门和所述第十七阀门之间的第一管路连接，所述第十九阀门的另一端与所述第十八阀门和所述第五阀门之间的第一管路连接。

15、采用上述进一步技术方案的有益效果是：气体减压阀可以将注入高压气体调节至实验所需的压力，保障实验安全。气瓶通过气体减压阀将压力调整至需求大小。减压后的气体通过管路分别与第一沉渣容器、第二沉渣容器、参比室相连。阀门用于各管路开关的控制，便于用户根据实际实验需要以及实验目的需要，灵活调节管路不同位置的通断，提高实验装置的适用性。

16、进一步地，所述第二阀门与所述气体减压阀之间的第一管路上连接有第三管路，所述第三管路通过第七阀门与所述第二沉渣容器的第一端连接，所述第三管路通过第十阀门与所述第二沉渣容器的第二端连接，所述第三管路通过第十三阀门与所述第一沉渣容器的第二端连接；所述第二沉渣容器的第三端通过第八阀门与所述第十八阀门和所述第五阀门之间的第一管路连接，所述第二沉渣容器的第四端通过第十一阀门与所述第十八阀门和所述第五阀门之间的第一管路连接。

17、采用上述进一步技术方案的有益效果是：阀门用于各管路开关的控制，便于用户根据实际实验需要以及实验目的需要，灵活调节管路不同位置的通断，提高实验装置的适用性。

18、进一步地，所述参比室通过第三阀门与所述第十九阀门的另一端和所述第五阀门之间的第一管路连接，所述真空机构通过第四阀门与所述第十九阀门的另一端和所述第五阀门之间的第一管路连接。

19、采用上述进一步技术方案的有益效果是：阀门用于各管路开关的控制，便于用户根据实际实验需要以及实验目的需要，灵活调节管路不同位置的通断，提高实验装置的适用性。

20、进一步地，所述第二沉渣容器的底部通过第十五阀门与所述第二管路连接，所述第一沉渣容器的底部通过第十六阀门与所述第二管路连接，所述第二沉渣容器的中部通过第九阀门与所述第二管路连接，所述第二沉渣容器的第四端通过第十二阀门与所述第二管路连接，所述卤水罐的一端通过第十四阀门与第一管路连接。

21、采用上述进一步技术方案的有益效果是：阀门用于各管路开关的控制，便于用户根据实际实验需要以及实验目的需要，灵活调节管路不同位置的通断，提高实验装置的适用性。

22、本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。