一种CO2驱替实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种CO2驱替实验装置，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；气体制冷系统由装有CO2的气瓶、净化器、制冷水浴、第一CO2泵和储罐依次连接组成；气体注入系统通过储罐与第二CO2泵和缓冲罐依次连接；液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器，第二支路由包扣第二活塞容器；液体注入系统的入口依次与注液泵、第一容器连接，出口与缓冲罐出口相连接；岩心夹持系统包括岩心夹持器；岩心夹持器连接气体注入系统和液体注入系统。本实用新型专利技术装置可以模拟并测试二氧化碳或者水溶液在不同排量、不同温度、不同压力、不同溶液配比情况下的对储层岩心的驱替过程，计算残余水饱和度，或者残余CO2饱和度。

An experimental device for CO2 displacement

【技术实现步骤摘要】
一种CO2驱替实验装置
本技术属于二氧化碳和水多相流
，特别涉及一种CO2驱替实验装置。
技术介绍
近年来，二氧化碳无水压裂技术，CO2驱替开发非常规天然气，以及CO2地质埋存等有关技术正逐渐成为当前人们研究的热点。它们均涉及到关于CO2和水(或水溶液，或水力压裂液)在储层的两相渗流或者驱替的过程。然而，现有的驱替实验装置仅仅针对气相驱替或者液相驱替，或者注入压力波动较大，造成实验误差较大，无法同时满足CO2和水(或水溶液，或水力压裂液)在储层的两相渗流和驱替的过程。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种CO2驱替实验装置，以解决上述技术问题；本技术装置可以模拟并测试二氧化碳或者水溶液在不同排量、不同温度、不同压力、不同溶液配比情况下的对储层岩心的驱替过程，计算残余水饱和度，或者残余CO2饱和度。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种CO2驱替实验装置，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；所述气体制冷系统由装有CO2的气瓶(1)、第一阀(2)、净化器(3)、第二阀(4)、制冷水浴(5)、第五阀(10)、第一CO2泵(11)、第六阀(12)和储罐(14)依次连接组成；制冷水浴(5)经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；所述气体注入系统通过储罐(14)与第二CO2泵(15)和缓冲罐(19)依次连接，此外，缓冲罐(19)的底部连接有由第八阀(20)控制的放空支路；所述液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器(24)，第二支路由包扣第二活塞容器(25)；液体注入系统的入口分别经过第十二阀(26)、第十三阀(27)与注液泵(28)、第一容器(29)连接，出口分别经过第十阀(22)、第十一阀(23)与缓冲罐(19)出口相连接；所述岩心夹持系统包括岩心夹持器(33)；岩心夹持器(33)连接气体注入系统和液体注入系统。进一步的，还包括回环压系统、计量系统和抽真空系统；所述回环压系统包括依次连接的手摇泵(36)、第十六阀(38)、第六压力计(40)和回压阀(41)；岩心夹持器(33)侧面依次通过第四压力计(34)、第十五阀(35)与手摇泵(36)相连接；手摇泵(36)通过阀门能够控制输出回压和环压的大小；岩心夹持器(33)的出口依次通过第五压力计(37)、第十七阀(39)连接回压阀(41)的第一入口；所述计量系统包括气液分离器(43)；回压阀(41)的出口连接气液分离器(43)的入口；气液分离器(43)的底部出口与第二容器(45)相连接，第二容器(45)的底部设置有天平(44)；气液分离器(43)的顶部设有气体流量计(42)；所述抽真空系统包括真空泵(30)，通过管线连接在第九阀(21)和第十四阀(31)之间。进一步的，CO2的气瓶(1)与净化器(3)之间设有第一阀(2)；净化器(3)与制冷水浴(5)之间设有第二阀(4)；制冷水浴(5)与第一CO2泵(11)之间设有第五阀(10)；第一CO2泵(11)与储罐(14)之间设有第六阀(12)；制冷水浴(5)依次经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；在制冷水浴(5)的顶部还设置有通过第三阀(6)控制的第一放空支路；储罐(14)的顶部设置有第一压力计(13)和温度计(9)。进一步的，缓冲罐(19)与岩心夹持器(33)之间设有第九阀(21)和第十四阀(31)，缓冲罐(19)的底部连接有第八阀(20)控制的第二放空支路；缓冲罐(19)的顶部连接有第二压力计(17)、安全阀(18)和由第七阀(16)控制的第三放空支路；液体注入系统的第一支路由第十阀(22)、第一活塞容器(24)、第十二阀(26)依次连接组成，第二支路由第十一阀(23)、第二活塞容器(25)、第十三阀(27)依次连接组成；液体注入系统的出口连接第九阀(21)和第十四阀(31)之间；岩心夹持系统包括依次连接的第十四阀(31)、第三压力计(32)、岩心夹持器(33)、第五压力计(37)和第十七阀(39)；岩心夹持器(33)侧面设置有第四压力计(34)。进一步的，气体注入系统中第一CO2泵(11)采用双杠恒速恒压泵，第一CO2泵(11)的入口端经过第五阀(10)连接在制冷水浴(5)的底部，出口端经过第六阀(12)连接在储罐(14)的底部；第二CO2泵(15)能够根据出口压力，控制CO2输出的启动或者暂停，保证缓冲罐(19)中压力恒定。进一步的，所述抽真空系统用于在实验前，抽出岩样空隙和仪器系统中空气，消除空气对实验测试精度的干扰。进一步的，岩心夹持系统内部含有包裹实验岩心的套管。进一步的，气体流量计(42)为湿式气体流量计；天平(44)选用精度万分之一以上的高精度天平。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术专用于模拟并测试二氧化碳和水在不同温度、不同压力、不同排量、不同液体配比的情况下的对储层岩心的伤害程度。(2)气体制冷系统包括制冷水浴5可以灵活控制输出CO2温度，保证需要时以液态形式用第一CO2泵输出。(3)第一CO2泵11采用双杠恒速恒压泵，它保证CO2液体恒定压力或者恒定流量输出。制冷水浴5和储罐14顶部通过第四阀7和过滤器8连接，可以用于调节二者内部压力，且设计有第三阀6起到防控作用。储罐14设计有控温功能，保证内部CO2为液态。此外设计有缓冲罐19可以起到压力缓冲作用，有利于实验压力平稳进行。第二CO2泵15可以根据出口压力，控制CO2输出的启动或者暂停，保证缓冲罐19中压力恒定。(4)真空泵30在实验前，抽出岩样空隙和仪器系统中空气，消除空气对实验的干扰。(5)岩心夹持系统内部含有包裹实验岩心的套管，采用耐高温耐酸的材质，且有很高的延展性，可以避免实验过程中CO2对其腐蚀。(6)液体注入系统设计有第一活塞容器24和第二活塞容器25，可以根据工作需要，通过阀门灵活控制，选择一个或者两个同时工作。(7)回环压系统通过手摇泵36和阀门灵活控制，控制压力稳定，便于操作。(8)计量系统中气体流量计42为湿式气体流量计。天平44选用高精度天平，精度万分之一以上。气液分离器43可以将经过它的CO2和液体分离，便于计量及称重。(9)本技术所有连接管线均采用316L管线，以防CO2无水压裂液对管线的酸性腐蚀。附图说明图1是本技术一种CO2驱替实验装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。如图1所示，本技术提供一种CO2驱替实验装置，包括气体制冷系统、抽真空系统、气体注入系统、液体注入系统、岩心夹持系统、回环压系统和计量系统。气体制冷系统由装有CO2的气瓶1、第一阀2、净化器3、第二阀4、制冷水浴5、第五阀10、第一CO2泵11、第六阀12、储罐14依次连接组成。此外，制冷水浴5依次经过第四阀7、过滤器8与储罐14的顶部相连接。在制冷水浴5的顶部还设计有通过第三阀6控制的放空支路。储罐14的顶部设计有第一压力计13和温度计9。气体注入系统通过储罐14与第二CO2泵15、缓冲罐19、第九阀21依次连接，此外，缓冲罐19的底部连接有第八阀20控制的放空支路，放置液体进入后，对其进行排空；缓冲罐19的顶部连接有第二压力计17、安全阀18和由第七阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CO2驱替实验装置，其特征在于，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；所述气体制冷系统由装有CO2的气瓶(1)、第一阀(2)、净化器(3)、第二阀(4)、制冷水浴(5)、第五阀(10)、第一CO2泵(11)、第六阀(12)和储罐(14)依次连接组成；制冷水浴(5)经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；所述气体注入系统通过储罐(14)与第二CO2泵(15)和缓冲罐(19)依次连接，此外，缓冲罐(19)的底部连接有由第八阀(20)控制的放空支路；所述液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器(24)，第二支路由包扣第二活塞容器(25)；液体注入系统的入口分别经过第十二阀(26)、第十三阀(27)与注液泵(28)、第一容器(29)连接，出口分别经过第十阀(22)、第十一阀(23)与缓冲罐(19)出口相连接；所述岩心夹持系统包括岩心夹持器(33)；岩心夹持器(33)连接气体注入系统和液体注入系统。

【技术特征摘要】
1.一种CO2驱替实验装置，其特征在于，包括气体制冷系统、气体注入系统、液体注入系统和岩心夹持系统；所述气体制冷系统由装有CO2的气瓶(1)、第一阀(2)、净化器(3)、第二阀(4)、制冷水浴(5)、第五阀(10)、第一CO2泵(11)、第六阀(12)和储罐(14)依次连接组成；制冷水浴(5)经过第四阀(7)、过滤器(8)与储罐(14)的顶部相连接；所述气体注入系统通过储罐(14)与第二CO2泵(15)和缓冲罐(19)依次连接，此外，缓冲罐(19)的底部连接有由第八阀(20)控制的放空支路；所述液体注入系统包括并联的两个支路，第一支路包括第一活塞容器(24)，第二支路由包扣第二活塞容器(25)；液体注入系统的入口分别经过第十二阀(26)、第十三阀(27)与注液泵(28)、第一容器(29)连接，出口分别经过第十阀(22)、第十一阀(23)与缓冲罐(19)出口相连接；所述岩心夹持系统包括岩心夹持器(33)；岩心夹持器(33)连接气体注入系统和液体注入系统。2.根据权利要求1所述的一种CO2驱替实验装置，其特征在于，还包括回环压系统、计量系统和抽真空系统；所述回环压系统包括依次连接的手摇泵(36)、第十六阀(38)、第六压力计(40)和回压阀(41)；岩心夹持器(33)侧面依次通过第四压力计(34)、第十五阀(35)与手摇泵(36)相连接；手摇泵(36)通过阀门能够控制输出回压和环压的大小；岩心夹持器(33)的出口依次通过第五压力计(37)、第十七阀(39)连接回压阀(41)的第一入口；所述计量系统包括气液分离器(43)；回压阀(41)的出口连接气液分离器(43)的入口；气液分离器(43)的底部出口与第二容器(45)相连接，第二容器(45)的底部设置有天平(44)；气液分离器(43)的顶部设有气体流量计(42)；所述抽真空系统包括真空泵(30)，通过管线连接在第九阀(21)和第十四阀(31)之间。3.根据权利要求2所述的一种CO2驱替实验装置，其特征在于，CO2的气瓶(1)与净化器(3)之间设有第一阀(2)；净化器(3)与制冷水浴(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，张国祥，王金意，荆铁亚，赵文韬，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11