一种绝热的原油注空气氧化反应实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了绝热的原油注空气氧化反应实验装置包括：外筒和内筒，在内筒的内腔中设置有预加热板，一反应釜通过由外部延伸至内筒的内腔的进气管悬置于预加热板的上方，反应釜与所述进气管相通，预加热板能加热所述反应釜，在反应釜的外壁上设有用于测量反应釜温度的测温探头，在预加热板上设有用于测量预加热板温度的控温探头；内筒封装于外筒内，在外筒与内筒之间具有间隙空间，间隙空间具有抽真空端口；内筒的内腔连接有与外部真空泵连通的抽真空引出管。该实验装置绝热效果好、测量精度高，利用抽真空的方式来创造绝热环境，可确定稀油油藏自燃点火进行火驱的适用条件，得出油藏温度与自燃点火时间的关系，从而指导生产。

【技术实现步骤摘要】
一种绝热的原油注空气氧化反应实验装置
本技术涉及注空气火驱开发油藏领域，特别涉及一种可用于提高油藏采收率的真空绝热的原油注空气氧化反应实验装置。
技术介绍
在油藏开发领域中，火驱法是火烧油层采油方法的简称，指通过注气井向地层连续注入空气并点燃油层，实现层内燃烧，从而将地层原油从注气井推向生产井的采油方法。尤其是对于某些水驱效果不佳的稀油油藏，运用火驱的方法来提高采收率，而火驱方法的适用条件一直是石油行业所关注的技术难题。在地层条件下，由于油藏的保温性能较好，原油在地层下能够进行热量累积。而在何种地层温度下进行热量累积能够实现原油自燃，是稀油油藏能否进行火驱的关键问题之一。由现有技术可知，稀油自燃时间与油藏温度存在一定的关系：油藏温度为30℃时，原油自燃时间为100天-150天；油藏温度为50℃-60℃时，原油自燃时间为10天-20天；而当油藏温度达到70℃-80℃以上时，原油自燃点火的时间则缩短到了几个小时。但上述对应关系只适用于某些稀油油藏，而对于不同的油藏，其原油特性差异较大，因而其自燃时间与油藏温度的对应关系将有所变化。因此，有必要对不同的油藏特性进行反应动力学的研究，需要模拟地层条件，创造一个绝热的反应环境。一种绝热加速量热仪及检测方法作为已有技术之一，其中通过热量补偿的方式来平衡系统的散热，从而模拟绝热反应环境的。它装有外循环气体增压装置和内气体循环装置，能够进行有气体参与反应的带压实验；设置有6个加热器和实时控制模块，从而对仪器进行实时热量补偿。通过检测进出口温度差，计算出样品放热量。但是其主要缺点在于：(1)该技术方案由于通过监测软件从而控制加热器的分阶段升温，来保持炉体温度与反应样品温度相一致，所以它对于加热器的要求很高，任一阶段内加热器故障将导致实验失败，且每一次升温都会引入一部分误差；(2)该反应装置结构复杂，元件多，不便于维护，且系统持续向外散热，同时要求加热器持续加热，能量消耗大；(3)对于缓慢的放热过程，加热器极容易出现过补偿和欠补偿情况。无论是过补偿还是欠补偿都会对实验结果产生严重的干扰。另一种已有技术是，一种小型固定床绝热反应器。该方案在进行绝热反应实验时，先将装好催化剂的反应器和夹套这一整体放入加热炉体内，将热电偶插入热电偶保护管内来测定催化剂床层的温度，在对反应器进行预热过程中夹套内腔内充满空气，处于常压状态，因此电加热丝对反应器的加热主要是靠夹套内腔内的空气导热，这样利于后面的抽真空形成绝热条件。将反应器内的催化剂充分预热到设定的温度后，切断电加热丝的电源停止加热，并启动真空泵进行抽真空，当压力表的数值稳定在某一数值时，关闭阀门和真空泵。最后通过进料口注入反应原料进行绝热反应，在反应过程中可以通过观察装入热电偶保护管内的热电偶测定的温度，追踪绝热反应过程中床层温度的变化。但是其主要缺点在于：(1)该方案虽然将夹套和反应器之间的部分抽真空进行绝热，但是并不能阻止反应器通过不与真空部分接触的壁面进行热传导，所以会影响其绝热性；(2)通过入料口添加的反应原料并未加热到目标反应温度，固定床和原料间有热交换，出料口出来的产物也会携带一部分能量，因此催化剂的反应温度得不到保证；(3)该绝热反应装置适用于流动介质的绝热反应，对于油砂在绝热环境下的热量累积实用性较差。再有一种已有技术是，一种恒温绝热两用反应器。该反应器既可以作为绝热反应器，又可以作为恒温反应器，并能测量反应热的大小。这种恒温绝热两用反应器是通过抽真空的方法来实现绝热的，实施绝热反应的工作状态为：利用电加热器和副电加热器使加热介质充分融化，介质体积膨胀至隔板上沿时，多余的介质可流入蓄存层。利用气源压力将反应器外层的液体介质压入蓄存层，使反应器外层充满气体，为了保证绝热性能，使用真空泵将反应器外部抽成真空。进料通过加热介质进行预热从而进入反应器发生反应，通过反应器内外的热电偶测量轴向温度变化及径向温差从而测量出反应热的大小。但是其主要缺点在于：在进料口、出料口的末端均存在非绝热段，这将影响系统的绝热效果；且不能保证入口原料进入反应器的温度达到目标温度。
技术实现思路
为克服上述技术问题，本技术的提供了一种绝热的原油注空气氧化反应实验装置，该装置绝热效果好、测量精度高，利用抽真空的方式来创造绝热环境，从而研究原油氧化反应放热情况，以此确定稀油油藏自燃点火进行火驱的适用条件，得出油藏温度与自燃点火时间的关系，从而指导生产。为达到上述目的，本技术绝热的原油注空气氧化反应实验装置包括：外筒和内筒，在所述内筒的内腔中设置有预加热板，一反应釜通过由外部延伸至所述内筒的内腔的进气管悬置于所述预加热板的上方，所述反应釜与所述进气管相通，所述预加热板能加热所述反应釜，在所述反应釜的外壁上设有用于测量所述反应釜温度的测温探头，在所述预加热板上设有用于测量所述预加热板温度的控温探头；所述内筒封装于所述外筒内，在所述外筒与所述内筒之间具有间隙空间，所述间隙空间具有与外部真空泵相接的抽真空端口；所述内筒的内腔连接有与外部真空泵连通的抽真空引出管。进一步的，在所述内筒的内腔底部设有隔热垫块，所述预加热板置于所述隔热垫块上。进一步的，所述外筒的外壁上套设有外保温套；所述外筒的上端口和所述内筒的上端口覆设有顶盖，所述顶盖与所述外筒的上端口和所述内筒的上端口通过密封圈密封，在所述外筒的上端口和所述顶盖的外周设有上部保温套。进一步的，所述外筒的外壁与所述外保温套之间具有空隙，所述空隙与所述间隙空间相连通。进一步的，在所述内筒的内壁和底面上附设有连续的内保温套。进一步的，在所述内筒的内壁与所述内保温套之间贴附有铝箔层。进一步的，在所述隔热垫块底部设有支撑托盘，所述支撑托盘与设置于所述内保温套中的内隔热架相接。进一步的，在所述外保温套内对应于所述外筒底面位置设有外隔热架，所述外隔热架与所述外筒底面相接。进一步的，所述抽真空引出管由所述内筒上方穿过所述上部保温套和所述顶盖，并与所述内筒的内腔相连通，所述进气管由外部贯穿所述抽真空引出管并伸入至所述内筒的内腔中。进一步的，在所述抽真空端口和所述抽真空引出管上分别设有控制阀门。本技术相比于现有技术的有益效果在于：本技术采用将内筒及外筒之间的间隙空间形成真空，以及将内筒形成真空的结构设置，并可长期保持极高的真空度，形成绝热结构，而保证反应实验装置中的原油在长期与空气的反应过程中产生的热量不散失；利用预加热板可以向反应实验装置提供初始反应温度(即模拟的油藏温度)；配有足够灵敏的测温探头，能检测到反应釜中温度的细微变化，以便于掌握原油反应放热情况，以此确定稀油油藏自燃点火进行火驱的适用条件，得出油藏温度与自燃点火时间的关系，并可研究获得原油在氧化过程中的动力学特性。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本技术。图1为本技术绝热的原油注空气氧化反应实验装置的剖视结构示意图。附图标记说明：1-外筒；2-内筒；21-内腔；3-预加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝热的原油注空气氧化反应实验装置，其特征在于，所述绝热的原油注空气氧化反应实验装置包括：外筒和内筒，在所述内筒的内腔中设置有预加热板，一反应釜通过由外部延伸至所述内筒的内腔的进气管悬置于所述预加热板的上方，所述反应釜与所述进气管相通，所述预加热板能加热所述反应釜，在所述反应釜的外壁上设有用于测量所述反应釜温度的测温探头，在所述预加热板上设有用于测量所述预加热板温度的控温探头；所述内筒封装于所述外筒内，在所述外筒与所述内筒之间具有间隙空间，所述间隙空间具有与外部真空泵相接的抽真空端口；所述内筒的内腔连接有与外部真空泵连通的抽真空引出管。

【技术特征摘要】
1.一种绝热的原油注空气氧化反应实验装置，其特征在于，所述绝热的原油注空气氧化反应实验装置包括：外筒和内筒，在所述内筒的内腔中设置有预加热板，一反应釜通过由外部延伸至所述内筒的内腔的进气管悬置于所述预加热板的上方，所述反应釜与所述进气管相通，所述预加热板能加热所述反应釜，在所述反应釜的外壁上设有用于测量所述反应釜温度的测温探头，在所述预加热板上设有用于测量所述预加热板温度的控温探头；所述内筒封装于所述外筒内，在所述外筒与所述内筒之间具有间隙空间，所述间隙空间具有与外部真空泵相接的抽真空端口；所述内筒的内腔连接有与外部真空泵连通的抽真空引出管。2.根据权利要求1所述的绝热的原油注空气氧化反应实验装置，其特征在于，在所述内筒的内腔底部设有隔热垫块，所述预加热板置于所述隔热垫块上。3.根据权利要求2所述的绝热的原油注空气氧化反应实验装置，其特征在于，所述外筒的外壁上套设有外保温套；所述外筒的上端口和所述内筒的上端口覆设有顶盖，所述顶盖与所述外筒的上端口和所述内筒的上端口通过密封圈密封，在所述外筒的上端口和所述顶盖的外周设有上部保温套。4.根据权利要求3所述的绝热的原油注空气氧化反应实验装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋，蒋有伟，王伯军，乐舒，关文龙，唐君实，张运军，郑浩然，周久宁，高民，沈熙尧，梁琳琳，张荷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11