一种高温高压绝热氧化实验系统及方法_2

文档序号:9765033阅读:来源:国知局
下一次实验。
[0026]本发明的优点在于:
[0027]在氧化实验系统实验过程中,为保证温度跟踪补偿效果,选择薄壁的金属岩心钢套用来储存和反应原油,岩心钢套内侧和中心的反应温度都能及时被检测到,反馈到上位控制模块后调控岩心钢套外部的热跟踪元件加热到相应温度,并迅速传导热量到岩心钢套内侧,保证岩心钢套中心和边缘温度一致且不超过中心温度,确保实验在绝热环境下进行;同时为保证薄壁岩心钢套不被实验压力和注入压力破坏,压力跟踪补偿装置对其提供略大于岩心钢套内部压力的反压,保证在实验过程中岩心钢套不被压力破坏;本发明的氧化实验系统能更逼真的还原地下油藏在氧化过程中的反应情况,保持反应温度恒定,维持压力稳定,避免损害设备;温度、压力的检测均采用自动化装置进行控制,并且及时反馈,保证实验过程安全,提高实验精度,更好的完成原油的氧化实验。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的结构示意图;
[0029]图2是本发明实验容器模块的结构示意图。
[0030]图中所示:I为模型注入口,2为高强度螺栓,3为点火器系统,4为法兰,5为模型封头,6为温度传感器,7为加热元件,8为模型釜体,9为隔热层一,10为腔体填充体,11为实验油砂,12为热跟踪元件,13为温度检测器,14为隔热层二,15为爸体端盖,16为爸体封头,17为模型出口,18为岩心钢套,19为测压点,20为环压注入口,21为储气罐,22为调压阀一,23为六通阀,24为压力跟踪补偿栗,25为缓冲容器,26为氧化气罐,27为调压阀二,28为气体容器,29为水容器,30为油容器,31为注入栗,32为注入阀组,33为放空端口。
【具体实施方式】
[0031]下面结合说明书附图和实施例对本发明做详细的说明,但不限于此。
[0032]如图1、图2所示,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模块;所述实验容器模块包括模型注入口 1、实验油砂11、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16、模型出口17、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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]如图2所示,所述岩心钢套壁面厚度<0.3mm,岩心钢套所采用的材料为金属材料,优选为不锈钢,热传导性能较强;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。
[0036]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,避免实验产生的热量散失。
[0037]所述腔体填充体10为规则六边形的蜂窝状网,蜂窝状支撑强度高,能在使用最少材料的情况下使支撑能力最大化,腔体填充体10采用导热性差的聚酰亚胺材料组成,聚酰亚胺材料为复合高分子塑料,耐高温且机械性能好,表面喷涂耐高温材料后可抗700°C的高温,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。
[0038]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?0.2Mpa0
[0039]所述高温高压绝热氧化实验系统的最高模拟压力为70Mpa,最高实验温度为7000C ;实验容器模块的模型注入口 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之间的连接处,均达到70Mpa的密封标准。
[0040]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。
[0041 ] 实施例1、
[0042]所述高温高压绝热氧化实验系统的具体实验步骤如下:
[0043]I)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;
[0044]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,保证各连接位置的密封性,使用前,需对整个系统进行试压,试压压力要求达到当次实验所需压力,不超过70Mpa;
[0045]3)在上位控制模块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,根据注入压力和反应过程中产生的压力,开启压力跟踪补偿模块,对实验容器模块提供反压,测压点随时反馈压力值,便于调节反压保持在比岩心钢套18内的压力值大0.0l?0.2Mpa的范围内,确保岩心钢套18不会被过大的压力差破坏;
[0046]4)反应过程中,岩心钢套18内的温度会逐渐升高,温度检测器13检测到的岩心钢套表面温度反馈到上位控制模块,上位控制模块调节加热元件7,对热跟踪元件12进行加热,使得腔体内的温度和检测到的温度一致,避免实验产生的热量外泄;
[0047]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,燃烧过程中步骤和上述步骤一致,也需要温度和压力反馈控制,实验容器模块可承受不超过700°C的实验环境,能满足燃烧实验的要求;
[0048]6)保持上述条件,直到实验完成,在实验过程中,对样品氧化情况可通过检测设备进行实时检测,随时了解氧化实验效果,为空气采油技术提供数据支持。实验后样品从模型出口排出。
[0049]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出
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