一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜制造技术

本发明专利技术属于岩心伤害实验设备技术领域，公开了一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，包括：釜体和盖体，釜体设有内腔，盖体密封连接在内腔的开口处；内腔内设有活塞，活塞与内腔的内壁密封接触；内腔连接有反应介质出口管路、压力表、加压介质出入管路、连通管，仅在活塞落于内腔的底部时，连通管与活塞上方的内腔区域连通。本发明专利技术可以实现如下几点有益效果：1、液体辅助安全控压：可实现快捷、有效、平稳地控制内腔内的最高安全压力；2、液体辅助平稳调压：可实现快速、平稳、实时地增加或降低反应腔内的压力；3、排除空气干扰：目前气体反应釜均未考虑该问题，尤其是气液两相共存时，底部连通管的设计十分必要。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜
本专利技术涉及岩心伤害实验设备
，特别涉及一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜。
技术介绍
现有的针对二氧化碳岩心伤害的实验，均采用定容式反应釜，即待伤害岩心与二氧化碳都是在一个固定的腔室内进行实验的，反应釜容积固定，导致排驱不便、无法实时调压、只能气相泄压、安全隐患较大等不足。对于纯气体的反应，可以通过在反应之前抽真空的方法排除空气对实验的干扰；但由于CO2的伤害反应常有水参与，需要向反应釜内加水；而真空度的降低会造成水的快速蒸发，从而导致加水量的不确定，真空度的变化将导致加CO2时气流不稳定，水汽混入二氧化碳会对真空泵造成损害。二氧化碳岩心伤害一般都在高压环境下进行实验，对液态或临界态的二氧化碳进行岩心伤害实验时，不宜采用添加或释放二氧化碳的方式进行调压：添加CO2势必会使反应腔与外界连通，一则导致反应物的量与初始计量量不同，二则新注入的CO2温度与反应条件不一致产生的温度差会使注入压力产生波动、不易控制；当反应压力大于安全压力需要迅速降压时，若仅靠释放CO2的方式，则釜内CO2泄漏至大气压时会产生大量气体、且伴随CO2相变(液态/超临界CO2与气态同时存在于管路中时是多相流动，流动阻力大)，导致泄压时间长，具有很大的安全隐患。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有二氧化碳岩心伤害实验均是在固定容积的反应釜内进行的，实验过程存在二氧化碳排驱不便、无法实时调压、只能气相泄压、安全隐患较大等一系列问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，包括：釜体和盖体，所述釜体设有内腔，所述盖体密封连接在所述内腔的开口处；所述内腔内设有能沿竖直方向移动的活塞，所述活塞与所述内腔的内壁密封接触；所述内腔的顶部连接有反应介质出口管路和压力表，所述内腔的底部连接有加压介质出入管路；所述内腔的侧壁上连接有连通管，仅在所述活塞落于所述内腔的底部时，所述连通管与所述活塞上方的内腔区域连通。其中，所述活塞将所述内腔分隔成反应腔和加压腔，所述反应腔位于所述加压腔的上方。其中，所述加压腔通过管路连接有安全阀，所述安全阀用于在检测到加压腔内的压力高于预设安全压力值时自动打开，对所述加压腔进行排压。其中，所述加压介质出入管路上设有加压介质出入阀、以及用于连接加压介质提供单元的接头；所述加压介质提供单元为高压手动计量泵，所述高压手动计量泵能对所述加压腔进行正向加压与逆向降压操作。其中，所述盖体设置在所述内腔的顶部，所述反应介质出口管路穿过所述盖体。其中，所述盖体包括密封盖与紧固盖，所述密封盖与所述内腔的开口密封连接，所述紧固盖与所述釜体紧固连接，所述紧固盖用于固定所述密封盖。其中，所述密封盖容置于所述紧固盖内，所述反应介质出口管路与所述密封盖固定连接，所述紧固盖的中部套设在所述反应介质出口管路上。其中，所述密封盖上设有与所述内腔的开口相匹配的密封段，所述密封段的外侧设有密封圈，所述密封盖通过所述密封圈与所述内腔的开口处密封连接。其中，所述紧固盖通过螺纹与所述釜体连接，所述紧固盖还连接有用于限制其转动的锁紧单元。其中，所述锁紧单元为设置在所述反应介质出口管路与所述紧固盖之间的卡簧。(三)有益效果上述技术方案具有如下优点：本专利技术公布了一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，通过设置能在内腔内上下自由滑动的活塞，将内腔分隔成两个相对独立的腔室，两个腔室内的介质不会混在一起；通过改变加压腔内的压力，即可实现对反应腔内压力的调节，再结合相同压力变化时三相态物质的体积变化相差较大的情况，选用液体作为加压介质，调压是需要增加或排出的加压介质量较少，调压方便、速度快；由于二氧化碳比空气重，因此考虑将连通管设置在内腔的下部，方便驱除内腔内的空气；总体来说，本专利技术可以实现如下几点有益效果：1、液体辅助安全控压：可实现快捷、有效、平稳地控制内腔内的最高安全压力；2、液体辅助平稳调压：可实现快速、平稳、实时地增加或降低反应腔内的压力；3、排除空气干扰：目前气体反应釜均未考虑该问题，尤其是气液两相共存时，底部连通管的设计十分必要。附图说明图1是本专利技术所述釜体与盖体处于分离状态的结构示意图；图2是本专利技术所述釜体与盖体处于组合状态的结构示意图；图3是图1的左视图。其中，1、釜体；101、安全阀；102、活塞；103、加压介质出入阀；104、反应介质入口阀；1041、连通管；105、反应腔；106、加压腔；201、密封盖；202、紧固盖；203、压力表；204、反应介质出口阀；205、密封圈；301、接头；302、高压手动计量泵。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1-3所示，本专利技术公布了一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，是一种用于实验室的分析三相态二氧化碳岩心伤害的装置，其包括：釜体1和盖体，所述釜体1设有内腔，所述盖体密封连接在所述内腔的开口处；所述内腔内设有能沿竖直方向移动的活塞102，所述活塞102与所述内腔的内壁密封接触；所述内腔的顶部连接有反应介质出口管路和压力表203，所述内腔的底部连接有加压介质出入管路；所述内腔的侧壁上连接有连通管1041，仅在所述活塞102落于所述内腔的底部时，所述连通管1041与所述活塞102上方的内腔区域连通。盖体将内腔密封，使其与外界隔离；本专利技术在内腔内设置活塞102的结构，活塞102能在加压介质的推动力作用下，在内腔内自行向上滑动，因此，在不考虑活塞102和岩心重量的情况下，活塞102两侧的压力是一致的；该结构可以排除非反应介质对岩心伤害实验的干扰，可以实现实时压力的调节，实现了安全控压。反应介质为二氧化碳，比空气重，因此将连通管1041设置在内腔的侧壁上，只有当活塞102完全落下时，连通管1041才与活塞102上部的空间连通，连通管1041上设有反应介质入口阀104，反应介质入口阀104通入二氧化碳后，可以将内腔内的空气缓缓驱离。活塞102将其上下的两个区域隔离开来，下部的加压介质不会混入活塞102上部，排除了非反应介质对实验的干扰。反应介质出口管路设置在顶部，无论活塞102处于何处，都能将反应介质排出；加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，其特征在于，包括：釜体(1)和盖体，所述釜体(1)设有内腔，所述盖体密封连接在所述内腔的开口处；所述内腔内设有能沿竖直方向移动的活塞(102)，所述活塞(102)与所述内腔的内壁密封接触；所述内腔的顶部连接有反应介质出口管路和压力表(203)，所述内腔的底部连接有加压介质出入管路；所述内腔的侧壁上连接有连通管(1041)，仅在所述活塞(102)落于所述内腔的底部时，所述连通管(1041)与所述活塞(102)上方的内腔区域连通。

【技术特征摘要】
1.一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，其特征在于，包括：釜体(1)和盖体，所述釜体(1)设有内腔，所述盖体密封连接在所述内腔的开口处；所述内腔内设有能沿竖直方向移动的活塞(102)，所述活塞(102)与所述内腔的内壁密封接触；所述内腔的顶部连接有反应介质出口管路和压力表(203)，所述内腔的底部连接有加压介质出入管路；所述内腔的侧壁上连接有连通管(1041)，仅在所述活塞(102)落于所述内腔的底部时，所述连通管(1041)与所述活塞(102)上方的内腔区域连通。2.如权利要求1所述的用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，其特征在于，所述活塞(102)将所述内腔分隔成反应腔(105)和加压腔(106)，所述反应腔(105)位于所述加压腔(106)的上方。3.如权利要求2所述的用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，其特征在于，所述加压腔(106)通过管路连接有安全阀(101)，所述安全阀(101)用于在检测到加压腔(106)内的压力高于预设安全压力值时自动打开，对所述加压腔(106)进行排压。4.如权利要求2所述的用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜，其特征在于，所述加压介质出入管路上设有加压介质出入阀(103)、以及用于连接加压介质提供单元的接头(301)；所述加压介质提供单元为高压手动计量泵(302)，所述高压手动计量泵(302)能对所述加压腔(106)进行正向加压与逆向降压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治平，许智超，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11