專利名稱：油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油地質領域的實驗裝置，特別是模擬油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置。
本發明的技術方案是這樣的油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，包括油氣生成實驗裝置、油氣運移聚集模擬實驗裝置，其特征是所述油氣生成實驗裝置的回壓調節器通過管線、閥門與油氣運移聚集模擬實驗裝置的恒溫箱相連接。
所述的油氣生成模擬實驗裝置，由液壓裝置、加熱裝置、生成釜和控制裝置構成，所述生成釜設置在一底座上，為一中空柱體，其中空部分設置有擠壓柱，所述生成釜下方開有兩個口，一個為出口，一個為進口，其中所述出口分別通過耐高溫閥門、耐高溫傳感器與回壓調節器連接，所述進口通過耐高溫閥門、耐高溫傳感器與高壓泵連接；所述液壓裝置包括通過固定在底座上的支架而支撐在生成釜上部的液壓缸、與所述液壓缸相連的其外設置有殼體的與所述擠壓柱對應的加壓柱、與所述液壓缸相連的電機及液壓缸上設置的壓力傳感器；所述加熱裝置包括一中頻電源、通過大電容與所述中頻電源相連并均勻纏繞在生成釜外側上的銅線；所述控制裝置包括控制柜和與控制柜相連的計算機，所述控制柜分別與所述中頻電源、所述液壓裝置中的電機和壓力傳感器相連。
所述的油氣生成模擬實驗裝置的生成釜由耐高壓耐高溫耐腐蝕的合金材料制成。
所述的油氣運移聚集模擬實驗裝置，包括恒溫箱(1A)、高壓微流量泵、壓力傳感器、三相計量裝置和氣動閥，恒溫箱(1A)中設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)，恒溫箱(1B)中設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)中的巖芯夾持器一端通過閥門及換熱器與恒溫箱(1A)中的巖芯夾持器相連接，另一端通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵出口連接，恒溫箱(1A)內的巖芯夾持器一端通過閥門及熱交換器與恒溫箱(1B)的巖芯夾持器連接，另一端通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵進口連接，工控機與恒溫箱(1A)、恒溫箱(1B)、高壓微流量泵、壓力傳感器、熱電偶、三相計量裝置、氣動閥相連。
所述的油氣運移聚集模擬實驗裝置的高壓微流量泵的出口與氣動閥(2A)連接，該氣動閥的一端連接一個活塞容器(3A)，另一端連接一個活塞容器(3B)和氣動閥(2B)，氣動閥(2B)與高壓微流量泵的進口相連接，活塞容器(3A)和活塞容器(3B)的另一端之間并聯兩個氣動閥(2C、2D)，氣動閥(2C)和恒溫箱(1A)中的巖芯夾持器連接，氣動閥(2D)和恒溫箱(1B)中的巖芯夾持器連接。
本發明的效果是實驗樣品就放置在生成釜內擠壓柱下面。實驗需要對實驗樣品加壓時，計算機發出指令，控制柜控制電機運轉，通過液壓缸的液壓作用使加壓柱下降并作用在擠壓柱上對實驗樣品施以高壓。高溫是通過中頻電源產生的大電流作用在均勻纏繞在生成釜外側的銅絲，銅絲產生高熱實現的，高頻電流能迅速產生大電流，經大電容的作用，能迅速使銅絲發熱，由于銅絲是均勻纏繞的，因此生成釜產生的熱量是均勻的，實驗樣品的受熱是均勻的，同時釜體采用高溫合金材料，保證了釜體在高溫下和高壓力下的密封問題。生成釜下方開有兩個口，一個出口，一個為進口，出口通過閥門與回壓調節器連接，回壓調節器通過管線與恒溫箱(1A)連接，這使釜體內的氣體排出時不至于液化，并使生成釜生成的物質能通過管線進入恒溫箱(1A)。進口與高壓泵連接，可以根據需要向釜體內注入流體(如地層水、蒸餾水、油等)，這就使整個釜體變成一開放系統，實驗過程中既可以取樣，又可以向釜體內填加流體。恒溫箱(1A)中設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)中也設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)中的巖芯夾持器一端通過閥門及換熱器與恒溫箱(1A)中的巖芯夾持器相連接，另一端通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵出口連接，恒溫箱(1A)內的巖芯夾持器一端通過閥門及換熱器與恒溫箱(1B)的巖芯夾持器連接，另一端一方面通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵進口連接，另一方面通過閥門與生成釜的回壓調節器連接。這樣工作時，就可以使生成釜內生成的物質實現高壓循環流動，從幾千米的地下采的巖芯就放在巖芯夾持器內，巖芯夾持器放置在恒溫箱內，恒溫箱可調節溫度，從而實現巖芯的高溫。這樣在工作過程中，就可以基本模擬幾千米地下巖芯的真實溫度、壓力情況，可以更好地研究地下油氣生成、運移與聚集過程，實驗的全過程都可采用計算機控制，從而實現了整個實驗裝置的自動控制。下面結合附圖
和實施例對本發明作進一步的說明。
高壓微流量泵的出口4B與氣動閥2A連接，該氣動閥2A的一端連接一個活塞容器3A，另一端連接一個活塞容器3B和氣動閥2B，氣動閥2B與高壓微流量泵的進口4A相連接，活塞容器3A和活塞容器3B的另一端之間并聯兩個氣動閥2C、2D，氣動閥2C和恒溫箱1A中的巖芯夾持器7A連接，氣動閥2D和恒溫箱1B中的巖芯夾持器8A連接。
當進行實驗時，取開擠壓柱2，將實驗樣品置入生成釜1內，然后再放入擠壓柱2。計算機20發出指令，控制柜19接受指令后啟動電機14、打開中頻電源16的開關。電機帶動液壓缸110作功，使加壓柱13向下運動對擠壓柱2施以高壓，中頻電源16能迅速產生大電流，經大電容作用在均勻纏繞生成釜1上的銅線上，使銅線迅速產生高熱對生成釜1加熱，使生成釜產生高溫并對生成釜1內的實驗樣品加熱。經過一定時間后，生成釜內的樣品開始生油，此時可開啟生成釜1下方的出口，使生成釜內的樣品通過耐高溫閥門5、耐高溫傳感器60、回壓調節器7、閥門到達恒溫箱1B，當一定量的樣品到達恒溫箱1B的循環管路中時，關閉耐高溫閥門5、及恒溫箱1B前閥門。開動高壓微流量泵4，流體從泵左側開始，經過2A、3A、2D，進入恒溫箱1B，巖芯夾持器7B，然后經閥門及換熱器流出進入恒溫箱1A，巖芯夾持器7A，經巖芯夾持器7A出口，流回2C，經3B、2B流回高壓微流量泵。當活塞容器3A及活塞容器3B內的活塞到達活塞容器內頂端或低端時，工控機控制高壓微流量泵進出口互換，并使氣動閥2A、2B、2C、2D發生切換，從而形成從泵右側開始，經2B、3B、2D進入恒溫箱1B，巖芯夾持器7B，然后經閥門及換熱器流出進入恒溫箱1A，巖芯夾持器7A，經巖芯夾持器7A出口，流回2C，經3A、2A流回高壓微流量泵。如此反復循環，直到達到所需時間。循環結束后，打開回壓調節閥11，進行油氣水三相計量。
權利要求
1.一種油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，包括油氣生成實驗裝置、油氣運移聚集模擬實驗裝置，其特征是所述油氣生成實驗裝置的回壓調節器通過管線、閥門與油氣運移聚集模擬實驗裝置的恒溫箱相連接。
2.根據權利要求1所述的油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，其特征是所述的油氣生成模擬實驗裝置，由液壓裝置、加熱裝置、生成釜和控制裝置構成，所述生成釜設置在一底座上，為一中空柱體，其中空部分設置有擠壓柱，所述生成釜下方開有兩個口，一個為出口，一個為進口，其中所述出口分別通過耐高溫閥門、耐高溫傳感器與回壓調節器連接，所述進口通過耐高溫閥門、耐高溫傳感器與高壓泵連接；所述液壓裝置包括通過固定在底座上的支架而支撐在生成釜上部的液壓缸、與所述液壓缸相連的其外設置有殼體的與所述擠壓柱對應的加壓柱、與所述液壓缸相連的電機及液壓缸上設置的壓力傳感器；所述加熱裝置包括一中頻電源、通過大電容與所述中頻電源相連并均勻纏繞在生成釜外側上的銅線；所述控制裝置包括控制柜和與控制柜相連的計算機，所述控制柜分別與所述中頻電源、所述液壓裝置中的電機和壓力傳感器相連。
3.根據權利要求2所述的油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，其特征是所述的油氣生成模擬實驗裝置的生成釜由耐高壓耐高溫耐腐蝕的合金材料制成。
4.根據權利要求1所述的油氣生成、運移聚集模擬實驗裝置，其特征是所述的油氣運移聚集模擬實驗裝置，包括恒溫箱(1A)、高壓微流量泵、壓力傳感器、三相計量裝置和氣動閥，恒溫箱(1A)中設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)，恒溫箱(1B)中設置有巖芯夾持器和熱電偶以及壓力傳感器，恒溫箱(1B)中的巖芯夾持器一端通過閥門及換熱器與恒溫箱(1A)中的巖芯夾持器相連接，另一端通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵出口連接，恒溫箱(1A)內的巖芯夾持器一端通過閥門及熱交換器與恒溫箱(1B)的巖芯夾持器連接，另一端通過活塞容器和氣動閥與高壓微流量泵進口連接，工控機與恒溫箱(1A)、恒溫箱(1B)、高壓微流量泵、壓力傳感器、熱電偶、三相計量裝置、氣動閥相連。
5.根據權利要求4所述的油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，其特征是所述的油氣運移聚集模擬實驗裝置的高壓微流量泵的出口與氣動閥(2A)連接，該氣動閥的一端連接一個活塞容器(3A)，另一端連接一個活塞容器(3B)和氣動閥(2B)，氣動閥(2B)與高壓微流量泵的進口相連接，活塞容器(3A)和活塞容器(3B)的另一端之間并聯兩個氣動閥(2C、2D)，氣動閥(2C)和恒溫箱(1A)中的巖芯夾持器連接，氣動閥(2D)和恒溫箱(1B)中的巖芯夾持器連接。
全文摘要
本發明的名稱是油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，屬于石油地質領域的實驗裝置。主要解決以往不能把油氣生成、排驅與油氣運移和聚集作為一個有機的統一體進行研究以及實驗裝置自動化程度低、設計過于簡單，而且都是一個封閉的系統(即只有實驗結束后才能取出樣品)，無法形成循環流動，難以更好地模擬地層溫度壓力條件下，油氣的生成、運移和聚集過程的問題。本發明的技術方案是油氣生成、運移和聚集模擬實驗裝置，包括包括油氣生成實驗裝置、油氣運移聚集模擬實驗裝置，其特征是所述油氣生成實驗裝置的回壓調節器通過管線、閥門與油氣運移聚集模擬實驗裝置的恒溫箱相連接。本實驗裝置的特點是自動化程度高、維修方便、高溫高壓、加熱速度快且溫度均勻、可實現循環流動、既可以模擬開放系統又可以模擬封閉系統的能較真實的模擬地層溫壓條件下的油氣生成以及運移聚集過程的模擬實驗裝置。
文檔編號E21B47/00GK1410654SQ0113603
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月29日 優先權日2001年9月29日
發明者曾濺輝, 金之鈞, 龐雄奇, 王洪玉, 劉寶和 申請人:石油大學(北京)盆地與油藏研究中心, 石油大學石油天然氣成藏機理教育部重點實驗室