一种气体在液体中的溶解时间测定装置及方法与流程

本发明涉及气体溶解时间的测定装置，具体涉及一种气体在液体中的溶解时间测定装置及方法。

背景技术：

1、对于低渗透稠油油藏，由于油藏低孔、低渗，普通化学体系难以进入油层孔喉实现有效降粘驱油。co2分子体积小能进入油藏深部，且具有降粘、增能等作用，成为低渗透稠油油藏提高开采效果的行之有效的方法。增大co2在稠油中的溶解度、加快其溶解速度是提高其作用效果的关键。关于co2溶解时间的测定主要包括静态溶解时间和动态溶解时间。动态溶解时间主要是通过模拟气体与地下原油的接触状态，近似测试真实地层条件下气体与原油的溶解参数。静态溶解时间测量恒定温度和压力下的co2在原油中的溶解参数，为co2增效化学剂的研发及相关工艺配套提供基础数据支撑。

2、目前室内和现场开展了大量气体在液体中溶解参数的相关研究。中国发明专利cn103471959b公布了一种气体在液体中的溶解参数的测定方法和测定系统，通过设置相互连通的气体和液体密封容器，将气体容器中一定压力的气体充入液体容器，通过记录两容器的压力变化情况，计算得到溶解度和溶解速率，该方法无法测定恒定压力下的溶解速度且计算过程较复杂。中国发明专利cn105910951b公布了一种油气井井筒流体中气体溶解度的测量装置，通过持续充气，读取气体的进出口量，计算得到该温度压力下的溶解度，该方法可以测量油气运移过程中井筒流体内气体的溶解度。中国发明专利cn105765381b公开了用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统，其利用抽吸系统将溶解在液体样本中的气体或气体混合物从液体样本中抽取出来，并将其导入测量室。然后，通过辐射源产生测量信号，并将测量信号引导至测量室中的含有待测气体或气体混合物的测量对象处。利用至少两个波长(λ1,λ2)来对测量信号进行滤波，其中，优选地由电调谐、短谐振式法布里-珀罗干涉仪来实现滤波。然后，借助于检测器来检测经滤波的测量信号。

3、然而，现有方法均不能实现固定温度和压力下的气体静态溶解时间的测量。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于一种气体在液体中的溶解时间测定装置及方法。本发明所述装置能够实现在固定温度和压力下的气体静态溶解时间的测量。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种气体在液体中的溶解时间测定装置，其包括依次连接的工作主筒体、压力温度控制系统、分离采集系统；工作主筒体包括主筒体、上接头、下接头、测压点、样品注入口、活塞、连通杆、加热装置、温度测量装置、压力注入口、保温套、样品取样器；上下接头分别固定在主筒体上下两端，在主筒体上端设置样品注入口；在主筒体上部设置测压点，在主筒体另一侧下部设置压力注入口，测压点、压力注入口分别与压力温度控制系统连接；活塞固定在主筒体内部；连通杆内部中空，其上端与活塞连接一体，连通杆下端与下接头连接；样品取样器固定在连通杆内部；加热装置、温度测量装置分别固定在主筒体两侧，保温套套装在主筒体外侧。

4、进一步地，活塞与主筒体通过橡胶圈密封连接；连通杆上端连接在活塞中间部位，在该处活塞上部设置有单向闸板；活塞可带动连通杆在主筒体内上下移动。

5、更进一步地，样品取样器通过螺纹与连通杆内部连接，并控制单向闸板的开闭。

6、进一步地，样品取样器包括外筒体、内筒体、丝杠、手柄；外筒体与内筒体螺纹连接，丝杠置于内筒体内，与内筒体螺纹连接，丝杠下端与手柄连接。

7、更进一步地，外筒体和内筒体顶部分别设有若干个圆孔，两个筒体上的圆孔呈垂直方向分布。

8、进一步地，所述压力温度控制系统通过连接轴与工作主筒体连接，其包括双缸泵、压力控制器和温度控制器；温度控制器通过线路分别与加热装置和温度测量装置连接；压力控制器分别与测压点和压力注入口连接，双缸泵与分离采集系统连接。

9、进一步地，分离采集系统包括采集装置、回压阀、气体流量计、气液分离装置、气体收集装置和称量装置；回压阀分别与压力温度控制系统、采集装置和气液分离装置连接，气液分离装置与气体收集装置连接，气体流量计固定在气体收集装置上；气液分离装置置于称量装置上。

10、进一步地，采集装置为圆柱形杯体，杯体底部形态与样品取样器头部形态匹配，杯体内置螺纹，样品取样器可通过螺纹与采集装置内部密封连接，采集装置底部有管线，连接至回压阀，通过样品取样器开关和调节回压阀压力缓慢将采集样品释放到气液分离装置。

11、本发明还提供以上所述气体在液体中的溶解时间测定装置的使用方法，包括以下步骤：

12、通过样品注入口先将液体注入到主筒体内，在恒压条件下再将气体通过样品注入口注入，气体注入完毕后进行计时，间隔50-100min采用样品取样器取样，取样完成后将样品取样器与分离采集系统连接，记录液体质量和气体体积，计算气体溶解体积与液体的质量比，绘制气体溶解体积与液体的质量比随时间的变化曲线，待气体溶解体积与液体的质量比不再发生变化时，停止取样。

13、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

14、本发明所述装置能够在设定的温度和压力条件下进行气体在液体中的静态溶解时间的测定，通过连通杆使样品取样器随活塞同步上下移动，实现了上部加样、下部取样，最大限度的保证了主筒体内油气界面的稳定。本发明所述装置中压力温度控制系统可保证在取样过程中，压力始终保持恒定，防止取样过程压力波动造成的测量结果误差。采用本发明所述样品取样器，可以保证在高温高压条件下定量取样、转样，实现了不同时间下静态溶解度的实时测量。

15、本发明所述装置结构简单易操作，安全、经济、节能。

技术特征：

1.一种气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，包括依次连接的工作主筒体、压力温度控制系统、分离采集系统；

2.根据权利要求1所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，活塞与主筒体通过橡胶圈密封连接；连通杆上端连接在活塞中间部位，在该处活塞上部设置有单向闸板；活塞可带动连通杆在主筒体内上下移动。

3.根据权利要求2所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，样品取样器通过螺纹与连通杆内部连接，并控制单向闸板的开闭。

4.根据权利要求1或3所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，样品取样器包括外筒体、内筒体、丝杠、手柄；

5.根据权利要求4所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，外筒体和内筒体顶部分别设有若干个圆孔，两个筒体上的圆孔呈垂直方向分布。

6.根据权利要求1所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，所述压力温度控制系统通过连接轴与工作主筒体连接，其包括双缸泵、压力控制器和温度控制器；温度控制器通过线路分别与加热装置和温度测量装置连接；压力控制器分别与测压点和压力注入口连接，双缸泵与分离采集系统连接。

7.根据权利要求1所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，分离采集系统包括采集装置、回压阀、气体流量计、气液分离装置、气体收集装置和称量装置；

8.根据权利要求7所述气体在液体中的溶解时间测定装置，其特征在于，采集装置为圆柱形杯体，杯体底部形态与样品取样器头部形态匹配，杯体内置螺纹，样品取样器可通过螺纹与采集装置内部密封连接。

9.权利要求1-8任一项所述气体在液体中的溶解时间测定装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及气体溶解时间的测定装置，具体涉及一种气体在液体中的溶解时间测定装置及方法。所述装置包括依次连接的工作主筒体、压力温度控制系统、分离采集系统；工作主筒体包括主筒体、上接头、下接头、测压点、样品注入口、活塞、连通杆、加热装置、温度测量装置、压力注入口、保温套、样品取样器；本发明所述装置能够在设定的温度和压力条件下进行气体在液体中的静态溶解时间的测定。

技术研发人员：冯海顺,王涛,徐宏光,何海峰,刘廷峰,张岩,林吉生,白艳丽,殷方好,初伟
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11