超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田地面工藝的氣體解吸技術領域，尤其涉及一種超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置。
【背景技術】
[0002]目前，二氧化碳驅采油技術是提高原油采收率中最具潛力的方法之一，隨著二氧化碳驅采油技術的不斷推廣與應用，二氧化碳驅采出液中氣液能否高效、迅速分離成為制約該技術大規模應用的瓶頸之一，因為未能及時有效分離的采出液中含有大量二氧化碳與水，會造成采出液集輸管線及設備腐蝕加劇，給油氣集輸生產帶來了諸多難題，提高了生產運行及維護成本。
[0003]合理的氣體解吸方法能夠有效提高氣液分離的效率，目前化工中常用的解吸方法有氣提解吸、加熱解吸、降壓解吸以及加熱減壓聯合解吸等。
[0004]采出液地面集輸系統中的氣體解吸是通過降低采出液的壓力，依靠氣液兩相的濃度差實現的(即降壓解吸法)。二氧化碳驅采出液中含有的氣體有二氧化碳和常規伴生氣(如甲烷)，目前二氧化碳驅采出液的氣體解吸采用的技術是在接轉站中設置氣液兩相分離器，并在分離器后加裝常壓緩沖罐，通過延長采出液在氣液分離器內的停留時間使更多的氣體解吸出來，并利用常壓緩沖罐使未在分離器內分離出的二氧化碳氣體逸出。該技術中憑借經驗延長采出液在氣液分離器內的停留時間在一定程度上增大了氣體解吸量，但由于二氧化碳和常規伴生氣在采出液中的溶解度和解吸特性存在很大差異，該技術中延長停留時間是有限的，因此增大的氣體解吸量也是有限的，尤其在二氧化碳驅油田開發后期，采出液中氣體含量較高，該技術氣液分離效果明顯下降。因此無法有效提高二氧化碳驅采出液中大量二氧化碳的解吸效率，無法解決管線及設備腐蝕、生產運行及維護成本高的問題。
[0005]研宄發現，超聲波的機械振動作用、空化作用及熱效應能有效促進氣體的解吸脫附，如果在采出液地面集輸系統中的氣體解吸過程中加以合理應用，對于氣體解吸的效率提升會有很大的幫助，進而能夠解決現有技術中存在的腐蝕及成本問題。因此，超聲波技術在具體應用中的作用方式及功率、頻率、作用時間等參數設定成為在該領域中的技術關鍵。
[0006]由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置，為超聲波技術在地面氣液分離工藝中的應用奠定研宄基礎。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置，該裝置模擬超聲波作用下二氧化碳驅油田采出液在分離器內的降壓解吸過程，實驗初始條件與終止條件易于控制、實驗可重復性好，數據測量記錄準確，超聲波頻率與功率組合多樣化，解吸現象可視化，有利于深入研宄二氧化碳在采出液中的溶解特性、解吸特性以及超聲波的強化解吸作用。
[0008]本發明的目的是這樣實現的，一種超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置，包括一高壓氣罐，所述高壓氣罐連接有一可視溶吸反應釜，所述可視溶吸反應釜上連接有數據采集記錄設備；所述可視溶吸反應釜底部連接有超聲波發生系統。
[0009]在本發明的一較佳實施方式中，所述超聲波發生系統包括超聲波發生器，所述超聲波發生器通過導線連接于一超聲波換能器，所述超聲波換能器與所述可視溶吸反應釜底部連接。
[0010]在本發明的一較佳實施方式中，所述可視溶吸反應釜底部設置有第一法蘭，所述超聲波換能器通過壓緊裝置固定連接于所述第一法蘭。
[0011]在本發明的一較佳實施方式中，所述超聲波發生器為基于DDS技術的變頻超聲波發生器，所述超聲波換能器為多組超聲波換能單元組成的換能模組。
[0012]在本發明的一較佳實施方式中，所述高壓氣罐頂部出口連接有氣罐閥門，所述氣罐閥門出口依次連接有第一背壓閥、壓力表和第一流量計，所述第一流量計上設有第一出口和第二出口，所述第一出口連接有第一流量積壓儀，所述第二出口連接有反應釜進氣管；所述可視溶吸反應釜頂部設置有第二法蘭，所述第二法蘭上設置有第一入口、第三出口和第四出口，所述反應釜進氣管密封通過所述第一入口進入所述可視溶吸反應釜內部下方，所述反應釜進氣管上位于所述第二出口和所述第一入口之間設置有單向閥；所述第三出口連接有三通針型閥，所述三通針型閥上設有三通針型閥第一接口、三通針型閥第二接口和三通針型閥第三接口，所述第三出口與所述三通針型閥第一接口連接，所述三通針型閥第二接口順序連接有壓力傳感器和壓力顯示儀，所述三通針型閥第三接口順序連接有球閥、第二背壓閥和干燥罐，所述干燥罐側壁下方設置有干燥罐第一接口，所述第二背壓閥與所述干燥罐第一接口連接，所述干燥罐頂部設置有干燥罐第二接口，所述干燥罐第二接口連接有并聯的第一支路和第二支路，所述第一支路上順序連接有第一針型閥、第二流量計和第二流量積壓儀，所述第二支路上順序連接有第二針型閥、第三流量計和第三流量積壓儀，所述第一流量積壓儀、第二流量積壓儀和第三流量積壓儀均連接于所述數據采集記錄設備；所述第四出口內部密封穿設通過第一熱電偶，所述第一熱電偶位于所述可視溶吸反應釜外側一端順序連接有第一溫度傳感器和第一溫度顯示儀。
[0013]在本發明的一較佳實施方式中，所述可視溶吸反應釜相對的兩側壁上對應設置有上下間隔的可視窗，所述可視溶吸反應釜外壁設置有電加熱帶，所述電加熱帶順序連接有第二溫度傳感器和第二溫度顯示控制儀，所述電加熱帶外部還設置有保溫層。
[0014]在本發明的一較佳實施方式中，所述可視窗的數量為四個，所述可視窗材料為透明有機玻璃。
[0015]在本發明的一較佳實施方式中，所述可視溶吸反應釜材質為316鋼，最大承壓能力是3MPa。
[0016]在本發明的一較佳實施方式中，所述可視溶吸反應釜安裝于一旋轉支架上。
[0017]由上所述，本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置具有如下有益效果:
[0018](I)本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置能夠實現承壓條件下的超聲波促解吸實驗，該實驗全程可視化，方便觀察超聲波對氣體解吸的促進作用；
[0019](2)本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置能夠連續測量并記錄溶解氣量以及降壓解吸過程中的氣體解吸速率，并且能夠連續改變超聲波頻率與功率，得到不同頻率與功率組合下的解吸特性，為研宄二氧化碳在采出液中的溶解特性、解吸特性以及超聲波的強化解吸作用提供準確的數據；
[0020](3)本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置能夠對不同區塊的二氧化碳驅采出液進行氣體解吸實驗，適用性強；
[0021](4)本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置結構簡單，操作方便，實驗初始條件與終止條件易于控制、實驗可重復性好。
【附圖說明】
[0022]以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中:
[0023]圖1:為本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置結構簡圖。
[0024]圖2:為本發明的可視溶吸反應釜及旋轉支架結構簡圖。
[0025]圖3:為本發明的超聲波換能器和壓緊裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本發明的【具體實施方式】。
[0027]如圖1所示，本發明的超聲波促進二氧化碳驅采出液氣體解吸實驗裝置1000，包括一高壓氣罐1，高壓氣罐I內部為二氧化碳氣體，高壓氣罐I連接有一可視溶吸反應釜2，可視溶吸反應釜2上連接有數據采集記錄設備3，可視溶吸反應釜2底部連接有超聲波發生系統4。在本實施方式中，超聲波發生系統4包括超聲波發生器41，超聲波發生器41為基于DDS (Direct Digital Synthesizer直接數字式頻率合成器，為現有技術)技術的變頻超聲波發生器，超聲波發生器41通過導線連接于一超聲波換能器42，超聲波換能器42為多組超聲波換能單元組成的換能模組，超聲波發生器41預設有超聲波換能器42發射的超聲波功率和頻率，控制超聲波的作用時間，該功率和頻率能夠連續變化，任意組合；超聲波換能器42與可視溶吸反應釜2底部連接。如圖2、圖3所示，在本發明的實施方式中，可視溶吸反應釜2底部設置有第一法蘭21，超聲波換能器42通過壓緊裝置421固定連接于第一法蘭21，超聲波換能器42位于可視溶吸反應釜2外部，防止超聲波換能器42在高壓條件下損壞，并避免超聲波換能器42在可視溶吸反應釜2內的液體中發生漏電現象，保證實驗的安全；為了減少超聲波能量傳遞過程的損耗，第一法蘭21的連接接觸部分厚度應盡可能小，在本實施方式中，該部分的厚度為3mm。
[0028]在本實施方式中，如圖1所示，高壓氣罐I頂部出口連接有氣罐閥門11，氣罐閥門11出口依次連接有第一背壓閥12、壓力表13和第一流量計14，第一流量計14上設有第一出口 141和第二出口 142，第一出口 141連接有第一流量積壓儀51，第二出口 142連接有反應釜進氣管15，第一背壓閥12用于控制反應釜進氣管15的進氣流量和壓力，以滿足壓力表13和第一流量計14的量程要求，同時有助于氣體溶解于采出液中；可視溶吸反應釜2頂部設置有第二法蘭22 (在本實施方式中，可視溶吸反應釜2為一圓柱筒體，第一法蘭21是可視溶吸反應釜2的底部密封端蓋，第二法蘭22是可視溶吸反應釜2的頂部密封端蓋)，第二法蘭22上設置有第一入口 221、第三出口 222和第四出口 223，反應釜進氣管15密封通過第一入口 221進入可視溶吸反應釜2內部下方，注液后反應釜進氣管15出口處于液面下方，反應釜進氣管15上位于第二出口 142和第一入口 221之間設置有單向閥16;第三出口222連接有三通針型閥23，三通針型閥23上設有三通針型閥第一接口 231、三通針型閥第二接口 232和三通針型閥第三接口 233，第三出口 222與三通針型閥第一接口 231連接，三通針型閥第二接口 232順序連接有壓力傳感器61和壓力顯示儀62，三通針型閥第三接口 233順序連接有球閥24、第二背壓閥25和干燥罐7，第二背壓閥25用于控制氣體解吸終壓，以滿足不同終壓條件下的氣體解吸特性研宄；干燥罐7側壁下方設置有干燥罐第一接口 71，第二背壓閥25與干燥罐第一接口 71連接，干燥罐