一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，该装置包括液态二氧化碳储罐、液态甲烷储罐、容积泵、岩心夹持器、恒温油浴系统、PVT筒、环压发生装置、压差传感器、流量传感器、压力传感器、温度传感器、氢氧化钠吸收储罐、储气罐，液态二氧化碳储罐和液态甲烷储罐分别由第一管线、第二管线通过第三管线连接至PVT筒的入口，PVT筒的出口通过第四管线连接岩心夹持器的入口，管汇三通通过第五管线、第六管线、第七管线分别连接岩心夹持器的出口、氢氧化钠储罐的入口、第三管线，氢氧化钠储罐的出口通过第八管线连接储气罐。本实实用新型专利技术可以研究超临界二氧化碳在高温高压下的相态、粘度与驱替效率随温度、压力的变化规律。

An integrated experimental device for testing and displacing methane with supercritical carbon dioxide at high temperature and high pressure by PVT

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置
本技术属于非常规油气增产
，具体涉及一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置。
技术介绍
在当前能源紧张的形式下，发展新技术，有效提高油气资源的勘察开发效率成为人们研发的热点。超临界二氧化碳既具有气体的低粘度和易扩散性，也具有液体的高密度和溶解性好的特点，基于非常规天然气储层微纳米孔隙介质，超临界二氧化碳是一种新型高效开采天然气的方法，利用超临界二氧化碳提高天然气采收率有利于缓解天然气供应压力，有利于实现绿色能源开采，实现低碳经济。目前，一般PVT筒观察物质相态存在不便于观察、缺少摄像设备，无法准确记录超临界二氧化碳的相态特征、采用水浴加热，难以加热至100℃以上等问题。超临界二氧化碳粘度测试实验、超临界二氧化碳驱替甲烷实验、PVT筒观察超临界二氧化碳的实验都是单独进行，造成资源浪费，并且操作繁琐，未出现一种多功能实验装置可以将上述实验完成。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，其能够完成超临界二氧化碳粘度测试实验、超临界二氧化碳驱替甲烷实验、PVT筒观察超临界二氧化碳实验，其功能多样，节省成本。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐、容积泵、岩心夹持器、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统、环压发生装置、压差传感器和计算机控制系统，岩心夹持器设有上入口和出口，还包括液态甲烷储罐、PVT筒、氢氧化钠吸收罐和储气罐，PVT筒上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐上设有入口和出口；液态二氧化碳储罐的出口上连接有第一管线，第一管线上安装有第一针阀，液态甲烷储罐的出口上连接有第二管线，第二管线上安装有第二针阀，第一管线的末端和第二管线的末端相接后连接有第三管线，第三管线的末端与PVT筒的入口连接，第三管线上从液态二氧化碳储罐至PVT筒方向依次安装有增压泵、加热系统、温度传感器、第一压力传感器和容积泵；PVT筒的出口上连接有第四管线，第四管线的末端与岩心夹持器的入口连接，第四管线上从PVT筒至岩心夹持器方向依次安装有第五针阀和第一流量传感器；岩心夹持器的出口上连接有第五管线，第五管线的末端连接有管汇三通，第五管线上从岩心夹持器至管汇三通方向依次安装有第二流量传感器和真空泵；管汇三通的一个出口通过第六管线与氢氧化吸收钠储罐的入口连接，第六管线上从管汇三通至氢氧化吸收钠储罐方向依次安装有第三针阀和背压阀，氢氧化钠吸收罐的出口通过第八管线与储气罐的入口连接，第八管线上安装有第三流量传感器；管汇三通的另一个出口通过第七管线与第三管线连接，第七管线与第三管线的连接点位于第一管线与第三管线的连接点和增压泵之间，第七管线上安装有第四针阀；PVT筒的外周罩有封闭的玻璃外壳，PVT筒的外壁与玻璃外壳的内壁之间留有间隙，玻璃外壳的内腔通过管道与第一恒温油浴系统连接，第一恒温油浴系统通过管道使恒温油进入玻璃外壳内进而将PVT筒置于恒温油浴中，玻璃外壳外周固定有玻璃罩，玻璃外壳的外壁与玻璃罩的内壁之间留有间隙并安装白炽灯和电子摄像头；岩心夹持器内安装有胶筒，岩心夹持器通过第九管线与环压发生装置相连，第九管线上安装有第四压力传感器，岩心夹持器置于第二恒温油浴系统中，岩心夹持器的入口处和出口处分别安装有第二压力传感器和第三压力传感器，岩心夹持器上安装有压差传感器，所述温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、背压阀、第四压力传感器、压差传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、电子摄像头均连接到计算机控制系统。优选的，所述第一管线、第二管线、第三管线、第四管线、第五管线、第六管线、第七管线、第八管线和第九管线均为内径小于2mm的钢管，钢管外壁上敷设有保温层。优选的，所述第四针阀位于第七管线与第三管线连接点方向的末端。本技术在PVT筒外装有白炽灯和摄像头，可以更方便地观察超临界二氧化碳的相态特征，获得清晰的乳光现象图像，也可录制视频，从而更好的观察超临界二氧化碳在不同压力、温度下的相态变化，测得的各项数据可利用公式测得该状态下超临界二氧化碳的密度、粘度；采用恒温油浴系统，加温更加迅速，可将温度升至100℃以上，可观测范围更广，更好模拟二氧化碳在地下的状态；可通过将PVT筒测得粘度与经过岩心测得粘度两种方法的对比，研究不同岩心的渗流规律偏离达西定律的程度；也可以利用计算机控制系统绘制超临界二氧化碳、甲烷、超临界二氧化碳与甲烷混合气体的等温吸附曲线，数据测量准确，而且本技术功能多样，一体化设计，节省成本。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的玻璃罩装配结构示意图；图中，1-液态二氧化碳储罐，2-液态甲烷储罐，3a-第一针阀，3b-第二针阀，3c-第三针阀，3d-第四针阀，3e-第五针阀，4-增压泵，5-加热系统，6-温度传感器，7-第一压力传感器，8-容积泵，9-PVT筒，10-第一流量传感器，11-第二压力传感器，12-第三压力传感器，13-压差传感器，14-岩心，15-第二流量传感器，16-真空泵，17-管汇三通，18-背压阀，19-第三流量传感器，20-环压发生装置，21-氢氧化钠吸收罐，22-储气罐，23-第一恒温油浴系统，24-第二恒温油浴系统，25-岩心夹持器，26-胶桶，27-计算机控制系统，28-第四压力传感器，29-玻璃外壳，30-玻璃罩，31-白炽灯，32-电子摄像头，33-输油管，34-回油管，35-循环泵，G1-第一管线，G2-第二管线，G3-第三管线，G4-第四管线，G5-第五管线，G6-第六管线，G7-第七管线，G8-第八管线，G9-第九管线。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1、图2所示，一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐1、容积泵8、岩心夹持器25、第一恒温油浴系统23、第二恒温油浴系统24、环压发生装置20、压差传感器13和计算机控制系统27，计算机控制系统27为现有技术，岩心夹持器25设有上入口和出口，还包括液态甲烷储罐2、PVT筒9、氢氧化钠吸收罐21和储气罐22，PVT筒采用现有技术中的BDR无汞PVT筒，PVT筒9上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐21上设有入口和出口，液态二氧化碳储罐1的出口上连接有第一管线G1，第一管线G1上安装有第一针阀3a，液态甲烷储罐2的出口上连接有第二管线G2，第二管线G2上安装有第二针阀3b，第一管线G1和第二管线G2的末端相接后连接有第三管线G3，第三管线G3的末端与PVT筒9的入口连接，第三管线G3上从液态二氧化碳储罐1至PVT筒9方向依次安装有增压泵4、加热系统5、温度传感器6、第一压力传感器7和容积泵8，液态二氧化碳储罐1用于储存二氧化碳，第一针阀3a用于控制液态二氧化碳储罐1内二氧化碳的流出，液态甲烷储罐2用于储存甲烷，第二针阀3b用于控制液态甲烷储罐2内甲烷的流出，增压泵4用于增加二氧化碳的压力至实验所需值，加热系统5用于加热二氧化碳使其温度达到实验所需值，容积泵8用于调节向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐、容积泵、岩心夹持器、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统、环压发生装置、压差传感器和计算机控制系统，岩心夹持器设有上入口和出口，其特征在于：还包括液态甲烷储罐、PVT筒、氢氧化钠吸收罐和储气罐，PVT筒上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐上设有入口和出口；液态二氧化碳储罐的出口上连接有第一管线，第一管线上安装有第一针阀，液态甲烷储罐的出口上连接有第二管线，第二管线上安装有第二针阀，第一管线的末端和第二管线的末端相接后连接有第三管线，第三管线的末端与PVT筒的入口连接，第三管线上从液态二氧化碳储罐至PVT筒方向依次安装有增压泵、加热系统、温度传感器、第一压力传感器和容积泵；PVT筒的出口上连接有第四管线，第四管线的末端与岩心夹持器的入口连接，第四管线上从PVT筒至岩心夹持器方向依次安装有第五针阀和第一流量传感器；岩心夹持器的出口上连接有第五管线，第五管线的末端连接有管汇三通，第五管线上从岩心夹持器至管汇三通方向依次安装有第二流量传感器和真空泵；管汇三通的一个出口通过第六管线与氢氧化吸收钠储罐的入口连接，第六管线上从管汇三通至氢氧化吸收钠储罐方向依次安装有第三针阀和背压阀，氢氧化钠吸收罐的出口通过第八管线与储气罐的入口连接，第八管线上安装有第三流量传感器；管汇三通的另一个出口通过第七管线与第三管线连接，第七管线与第三管线的连接点位于第一管线与第三管线的连接点和增压泵之间，第七管线上安装有第四针阀；PVT筒的外周罩有封闭的玻璃外壳，PVT筒的外壁与玻璃外壳的内壁之间留有间隙，玻璃外壳的内腔通过管道与第一恒温油浴系统连接，第一恒温油浴系统通过管道使恒温油进入玻璃外壳内进而将PVT筒置于恒温油浴中，玻璃外壳外周固定有玻璃罩，玻璃外壳的外壁与玻璃罩的内壁之间留有间隙并安装白炽灯和电子摄像头；岩心夹持器内安装有胶筒，岩心夹持器通过第九管线与环压发生装置相连，第九管线上安装有第四压力传感器，岩心夹持器置于第二恒温油浴系统中，岩心夹持器的入口处和出口处分别安装有第二压力传感器和第三压力传感器，岩心夹持器上安装有压差传感器，所述温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、背压阀、第四压力传感器、压差传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器、电子摄像头均连接到计算机控制系统。...

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳高温高压PVT测试及驱替甲烷一体化的实验装置，包括液态二氧化碳储罐、容积泵、岩心夹持器、第一恒温油浴系统、第二恒温油浴系统、环压发生装置、压差传感器和计算机控制系统，岩心夹持器设有上入口和出口，其特征在于：还包括液态甲烷储罐、PVT筒、氢氧化钠吸收罐和储气罐，PVT筒上有入口和出口，氢氧化吸收钠储罐上设有入口和出口；液态二氧化碳储罐的出口上连接有第一管线，第一管线上安装有第一针阀，液态甲烷储罐的出口上连接有第二管线，第二管线上安装有第二针阀，第一管线的末端和第二管线的末端相接后连接有第三管线，第三管线的末端与PVT筒的入口连接，第三管线上从液态二氧化碳储罐至PVT筒方向依次安装有增压泵、加热系统、温度传感器、第一压力传感器和容积泵；PVT筒的出口上连接有第四管线，第四管线的末端与岩心夹持器的入口连接，第四管线上从PVT筒至岩心夹持器方向依次安装有第五针阀和第一流量传感器；岩心夹持器的出口上连接有第五管线，第五管线的末端连接有管汇三通，第五管线上从岩心夹持器至管汇三通方向依次安装有第二流量传感器和真空泵；管汇三通的一个出口通过第六管线与氢氧化吸收钠储罐的入口连接，第六管线上从管汇三通至氢氧化吸收钠储罐方向依次安装有第三针阀和背压阀，氢氧化钠吸收罐的出口通过第八管线与储气罐的入口连接，第八管线上安装有第三流量传感器；管汇三通的另一个出口通过第七管线与第三管线...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓佳，曹青，李鑫鑫，张奇，于子涵，袁艺超，杜建冲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南,41