高压微流量实验系统压力调控装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种高压微流量实验系统压力调控装置，包括高压气体储罐，高压气体储罐中滑动设置有气体罐活塞，气体罐活塞的一侧为第一高压气体空间，位于气体罐活塞另一侧的侧壁上设置有实验系统流体入口，实验系统流体入口与高压微流量实验系统的出口连通；高压微流量实验系统压力调控装置还包括高压液体调控罐，高压液体调控罐中滑动设置有液体罐活塞，液体罐活塞的一侧为第二高压气体空间，另一侧为高压液体空间，第一高压气体空间与第二高压气体空间连通，高压液体调控罐的侧壁通过第三连接管、第二阀门连通有辅助调压系统，辅助调压系统的出口开放。该装置利用高压气体储能稳压和微管辅助调压，稳压精度高，压力调控平稳无波动。

Pressure regulating device for high pressure micro flow experiment system

The present invention relates to a high-pressure micro flow experimental system of pressure regulation device comprises a high-pressure gas tank, the high-pressure gas storage tank is provided with a sliding piston gas tank, gas tank piston for space on one side of the first side wall of the high-pressure gas, on the other side of the gas tank piston is arranged on the test fluid entrance system, experiment system and fluid entrance high pressure micro flow experimental system of outlet pressure micro flow control; experimental system pressure device also comprises a high-pressure liquid control tank, high-pressure liquid tank is provided with a sliding control liquid tank piston, the piston side of the liquid tank for the space of second high pressure gas, the other side is a high pressure liquid space, the first high-pressure gas space and the second space with high pressure gas the side wall of the high pressure liquid tank, connecting pipe, control valve second is communicated with the auxiliary pressure regulating system by third, auxiliary pressure regulating system Opening to the outside world. The utility model uses the high pressure gas energy storage voltage stabilizing and the micro tube auxiliary pressure regulation, the voltage stabilizing precision is high, and the pressure regulation is stable and without fluctuation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压实验的稳压调控
，尤其涉及一种高压微流量实验系统压力调控装置。
技术介绍
在与致密油气藏开采相关的模拟实验中，其实验压力很高，一般为几十甚至近百兆帕；另外，由于实验系统用的微管孔隙非常细小，实验流体的流量超低，一般为纳升级/分钟(即流量单位为nL/min)。实验过程中稳定精确的控制实验系统的高压环境，是致密油气藏开采实验亟待攻克的技术难点。目前高压微流量实验的压力控制有两类方法，一种是弹簧式针型阀控制；一种是膜片式流体增压控制。弹簧式针型阀是利用弹簧作用力线性范围所做的控制调整，压力控制范围相对较窄，适合于流速稳定、控制要求精度不高的实验。膜片式流体增压控制方法的设备是利用流体对压力的高敏感性，快速调节膜片的前后移动。膜片有时向后移动困难，或者膜片已经向后移动，但是注入流体仍不能排出而释放压力，膜片移动控制的不及时，膜片式流体增压控制方法的回压阀的压力控制效果如图4所示。前述两种控制压力的方法的工作原理是利用了压力来开启针型阀或膜片，当压力大于背压时，针型阀或膜片开启。由于实验的流量为纳升级/分钟(即流量的单位为nL/min)，开启针型阀或膜片的时间长，系统压力升高，泄压时系统压力又迅速降低，不可避免地导致实验系统的压力波动。除了上述两种控制压力的方法，还有用高精度泵控制压力的方法，由于价格昂贵，其通用性受到限制。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种高压微流量实验系统压力调控装置，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高压微流量实验系统压力调控装置，克服现有技术中存在的压力控制范围相对较窄、控制精度不高、压力调控波动等问题，该装置利用高压气体储能稳压和微管辅助调压，稳压精度高，压力调控平稳无波动。本专利技术的目的是这样实现的，一种高压微流量实验系统压力调控装置，所述高压微流量实验系统压力调控装置包括高压气体储罐，所述高压气体储罐中滑动设置有气体罐活塞，所述气体罐活塞的一侧为第一高压气体空间，所述高压气体储罐位于所述气体罐活塞另一侧的侧壁上设置有实验系统流体入口，所述实验系统流体入口通过第一连接管、第一阀门与高压微流量实验系统的出口连通；所述高压微流量实验系统压力调控装置还包括高压液体调控罐，所述高压液体调控罐中滑动设置有液体罐活塞，所述液体罐活塞的一侧为第二高压气体空间，所述液体罐活塞的另一侧为存储控制液的高压液体空间，所述第一高压气体空间通过第二连接管与所述第二高压气体空间连通，所述高压液体调控罐位于所述高压液体空间一侧的侧壁通过第三连接管、第二阀门连通有辅助调压系统，所述辅助调压系统的出口开放。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述辅助调压系统包括多个并联设置的微管，各所述微管的入口均与所述第二阀门连通，各所述微管的出口开放。在本专利技术的一较佳实施方式中，各所述微管分别固定设置于一微管夹持器中。在本专利技术的一较佳实施方式中，各所述微管分别通过一耐高压管线与所述第二阀门连通，各所述耐高压管线上设置有一第三阀门。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述微管的管径大于等于0.4微米且小于等于50微米。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述微管为纳米管，所述微管的外壁上涂覆有涂层保护单元。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述微管为厚壁弹性熔融石英毛细管。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述高压气体储罐位于所述第一高压气体空间的一侧设置有能封闭的高压气体入口，所述高压气体储罐位于所述第一高压气体空间的一侧还设置有压力传感器。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述高压液体调控罐位于所述高压液体空间一侧的侧壁上设置有能封闭的控制液入口。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述高压微流量实验系统的出口与所述第一阀门之间设置有油气水计量系统。由上所述，本专利技术提供的高压微流量实验系统压力调控装置中，高压气体储罐的第一高压气体空间、高压液体调控罐的第二高压气体空间中存储有高压气体，体积较大的高压气体有强大的压缩性，进入实验系统压力调控装置的实验系统流体流量较小，对实验系统压力调控装置压力影响很小，压力调控平稳无波动，实现了实验系统压力调控装置的回路稳压，并实现高压微流量实验系统出口压力恒定；本专利技术提供的高压微流量实验系统压力调控装置中还设置有辅助调压系统，辅助调压系统由多根微管并联构成，辅助调压系统充分利用微管的微流动原理，保证实验系统压力调控装置中压力控制精度高。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1a：为本专利技术的高压微流量实验系统压力调控装置的结构示意图。图1b：为本专利技术的辅助调压系统的结构示意图。图2：为本专利技术的单位长度的微管不同管径和压力所对应的流量关系图。图3：为本专利技术的高压微流量实验系统压力调控装置的压力控制效果图。图4：为现有的膜片式流体增压控制方法的回压阀的压力控制效果图。图中：100、高压微流量实验系统压力调控装置；1、高压气体储罐；11、气体罐活塞；12、第一高压气体空间；13、实验系统流体入口；14、压力传感器；2、高压液体调控罐；21、液体罐活塞；22、第二高压气体空间；23、高压液体空间；3、辅助调压系统；31、微管；32、微管夹持器；33、耐高压管线；41、第一连接管；42、第二连接管；43、第三连接管；51、第一阀门；52、第二阀门；53、第三阀门；6、油气水计量系统；9、高压微流量实验系统。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1a所示，本专利技术提供一种高压微流量实验系统压力调控装置100，高压微流量实验系统的压力为常压(1个大气压，即0.1兆帕)至80兆帕，微流量为0.0001nL/min～100000nL/min。高压微流量实验系统压力调控装置100连通设置于高压微流量实验系统9的出口处，高压微流量实验系统压力调控装置100包括高压气体储罐1，高压气体储罐1中滑动设置有气体罐活塞11，气体罐活塞11的一侧为第一高压气体空间12(在一具体实施例中，气体罐活塞11的上方为第一高压气体空间12)，高压气体储罐1位于气体罐活塞11另一侧的侧壁上设置有实验系统流体入口13(在一具体实施例中，高压气体储罐1的下部侧壁上设置有实验系统流体入口13)，实验系统流体入口13通过第一连接管41、第一阀门51与高压微流量实验系统9的出口连通，在本专利技术的一具体实施例中，第一连接管41为钢管线，其内径为3mm；高压微流量实验系统压力调控装置100还包括与高压气体储罐1中压力相同的高压液体调控罐2，高压液体调控罐2中滑动设置有液体罐活塞21，液体罐活塞21的一侧为第二高压气体空间22(在一具体实施例中，液体罐活塞21的上方为第二高压气体空间22)，液体罐活塞21的另一侧为存储控制液的高压液体空间23(在一具体实施例中，液体罐活塞21的下方为高压液体空间23)，在本专利技术的一具体实施例中，控制液为去离子水；第一高压气体空间12通过第二连接管42与第二高压气体空间22连通，高压液体调控罐2位于高压液体空间23一侧的侧壁通过第三连接管43、第二阀门52连通有辅助调压系统3。本专利技术的一具体实施例中，高压微流量实验系统压力调控装置100中的压力为常压(1个大气压，即0.1兆帕)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压微流量实验系统压力调控装置，其特征在于，所述高压微流量实验系统压力调控装置包括高压气体储罐，所述高压气体储罐中滑动设置有气体罐活塞，所述气体罐活塞的一侧为第一高压气体空间，所述高压气体储罐位于所述气体罐活塞另一侧的侧壁上设置有实验系统流体入口，所述实验系统流体入口通过第一连接管、第一阀门与高压微流量实验系统的出口连通；所述高压微流量实验系统压力调控装置还包括高压液体调控罐，所述高压液体调控罐中滑动设置有液体罐活塞，所述液体罐活塞的一侧为第二高压气体空间，所述液体罐活塞的另一侧为存储控制液的高压液体空间，所述第一高压气体空间通过第二连接管与所述第二高压气体空间连通，所述高压液体调控罐位于所述高压液体空间一侧的侧壁通过第三连接管、第二阀门连通有辅助调压系统，所述辅助调压系统的出口开放。

【技术特征摘要】
1.一种高压微流量实验系统压力调控装置，其特征在于，所述高压微流量实验系统压力调控装置包括高压气体储罐，所述高压气体储罐中滑动设置有气体罐活塞，所述气体罐活塞的一侧为第一高压气体空间，所述高压气体储罐位于所述气体罐活塞另一侧的侧壁上设置有实验系统流体入口，所述实验系统流体入口通过第一连接管、第一阀门与高压微流量实验系统的出口连通；所述高压微流量实验系统压力调控装置还包括高压液体调控罐，所述高压液体调控罐中滑动设置有液体罐活塞，所述液体罐活塞的一侧为第二高压气体空间，所述液体罐活塞的另一侧为存储控制液的高压液体空间，所述第一高压气体空间通过第二连接管与所述第二高压气体空间连通，所述高压液体调控罐位于所述高压液体空间一侧的侧壁通过第三连接管、第二阀门连通有辅助调压系统，所述辅助调压系统的出口开放。2.如权利要求1所述的高压微流量实验系统压力调控装置，其特征在于，所述辅助调压系统包括多个并联设置的微管，各所述微管的入口均与所述第二阀门连通，各所述微管的出口开放。3.如权利要求2所述的高压微流量实验系统压力调控装置，其特征在于，各所述微管分别固定设置于一微管夹持器中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳湘安，邹积瑞，冯雪钢，安维青，方欣，张俊彬，赵决顺，田文浩，方伟，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11