一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，属于石油天然气勘探技术领域。该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度。该成岩模拟实验装置在高温高压流体流动的情况下进行成岩模拟实验，在模拟实验过程中可随时添加用于成岩矿物沉淀所需离子，保证胶结作用的持续进行，更接近地下真实成岩环境，为储层成岩成因、成岩作用过程的研究提供了理论基础。

A Diagenetic Simulator for Controllable Fluid Flow at High Temperature and High Pressure

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置
本专利技术涉及石油天然气勘探
，尤其涉及一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置。
技术介绍
现阶段储层成岩作用的研究主要依靠钻井取芯的分析化验，难以从过程上定量地进行成岩作用研究和成岩过程模拟。对于成岩过程模拟研究，目前国内外市场上成岩模拟实验的成套设备均难以实现成岩胶结作用的持续进行，最终会导致模拟实验失败。具体的，现有装置虽然可以提供温度和流体压力条件，但是在模拟过程中流体不能流动，无法在模拟过程中随时添加矿物沉淀所需的离子，难以开展接近实际地质条件的成岩模拟实验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种成岩模拟过程中可以保证流体在高温高压条件下自由流动，随时可向其中添加矿物沉淀所需离子的成岩模拟实验装置。本专利技术提供了一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度；所述注液系统与样品反应釜的下端连接，注液系统用于向样品反应釜内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子；所述排液及采集系统与样品反应釜上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜流出的液体；所述液体压力控制系统与样品反应釜连接，用于控制样品反应釜内成岩模拟实验的液体压力和流动速度；所述传感器控制系统分别与所述的样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。进一步的，所述注入系统包括恒速恒压泵和液体容器，恒速恒压泵通过流体管路直接连接到样品反应釜，或恒速恒压泵通过流体管路先连接到液体容器，液体容器再与样品反应釜连接；液体容器用于贮存成岩模拟实验过程中的流体和矿物沉淀所需的各种离子，恒速恒压泵用于为样品反应釜内液体流动提供动力。进一步的，所述排液及采集系统包括冷凝器和液体取样器，冷凝器的一端连接到样品反应釜，冷凝器的另一端连接到液体取样器；样品反应釜排出的高温液体经冷凝器进行降温，降温后的液体排入到液体取样器中。进一步的，所述液体压力控制系统包括回压阀、液体缓冲罐和回压泵，所述回压阀的一端连接到所述冷凝器的液体排出一端，回压阀的另一端依次连接液体缓冲罐和回压泵，回压阀用于控制并保持样品反应釜内压力，液体缓冲罐用来提高回压阀的控制精度，在回压阀打开时起到缓冲作用，回压泵用于给回压阀加载设定压力。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有的有益效果如下：本专利技术装置的注液系统中恒温恒压泵提供恒定压力，其与液体压力控制系统中的回压阀和回压泵相互配合，控制样品反应釜内的流体压力，确保流体流动；注液系统与样品反应釜的下部连接，排液及收集系统与样品反应釜的上部进行连接，保证注入样品反应釜的流体均匀的经过试验样品。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例中一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置结构示意图。附图标记：11-样品反应釜；12-循环恒温箱；21-恒速恒压泵；22-液体容器；31-冷凝器；32-液体取样器；41-回压阀；42-液体缓冲罐；43-回压泵；51-第一温度传感器；52-第二温度传感器；53-压力传感器；54-控制单元。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术实施例提供了一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统。所述样品室系统包括样品反应釜11和循环恒温箱12，样品反应釜11中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜11固定放置于循环恒温箱12中，循环恒温箱12用于对样品反应釜11进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜11中成岩模拟过程的温度。所述注液系统与样品反应釜11的下端连接，注液系统用于向样品反应釜11内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子。所述排液及采集系统与样品反应釜11上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜11内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜11流出的液体。所述液体压力控制系统与样品反应釜11连接，用于控制样品反应釜11内成岩模拟实验的液体压力和流动速度。所述传感器控制系统分别与所述的样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。下面结合图1具体介绍本专利技术实施例的装置及其工作过程：进行成岩模拟实验时，成岩试样置于样品反应釜11内，样品反应釜11置于循环恒温箱12中，循环恒温箱12用于调节成岩模拟的温度。循环恒温箱12为一前开门的长方形箱式高温炉，内腔尺寸为250*400*250mm，最高使用温度为800℃。循环恒温箱12的箱式炉为碳化硅炉膛，碳化硅炉膛内设有电热丝，电热丝加热后由炉膛内空气传导加热样品反应釜11，确保样品反应釜11内的样品受热均匀、稳定；碳化硅炉膛外设有陶瓷纤维保温层，在陶瓷纤维保温层外设有不锈钢外壳，在陶瓷纤维保温层与不锈钢外壳之间存在一个空腔，利用微型风机把空腔内的热气抽掉，起到与外界隔热的作用，温度波动<2℃，不锈钢外壳温度低于60℃。所述注液系统包括恒速恒压泵21和液体容器22，成岩模拟实验所需流体贮存于液体容器22中，其中流体由恒速恒压泵21加压后注入样品反应釜11，可不断补给矿物沉淀所需要的各种离子。恒速恒压泵21也可与样品反应釜11直接连通，恒温恒压泵21提供恒定压力，其与液体压力控制系统相互配合，控制样品反应釜11内的流体压力，确保流体流动。所述排液及采集系统包括冷凝器31和液体取样器32，冷凝器31的一端连接到样品反应釜11，冷凝器31的另一端连接到液体取样器32；从样品反应釜11内排出的高温液体经冷凝器31进行降温，降温后的液体排入液体取样器32中。所述液体压力控制系统包括回压阀41、液体缓冲罐42和回压泵43，回压阀41的一端连接在冷凝器31与液体取样器32之间的连接管道上，回压阀41的另一端依次连接液体缓冲罐42和回压泵43。根据成岩模拟实验需要，调解回压阀41用于控制并保持样品反应釜11内压力，样品反应釜11内压力过高时通过回压阀41泄压，液体缓冲罐42用来提高回压阀41的控制精度，在回压阀41打开时起到缓冲作用，回压泵43用于给回压阀41加载设定压力。所述传感器控制系统包括第一温度传感器51、第二温度传感器52、压力传感器53和控制单元54。第一温度传感器51与循环恒温箱12相连，用于监控循环恒温箱12的温度；第二温度传感器52与样品反应釜11相连，用于监控样品反应釜11的温度。压力传感器53连接到回压阀41与液体缓冲罐42两者之间的连接管路上，用于监控模拟时的流体压力。所述第一、第二温度传感器和压力传感器53连接到控制单元54，控制单元54用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，其特征在于，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度；所述注液系统与样品反应釜的下端连接，注液系统用于向样品反应釜内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子；所述排液及采集系统与样品反应釜上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜流出的液体；所述液体压力控制系统与样品反应釜连接，用于控制样品反应釜内成岩模拟实验的液体压力和流动速度；所述传感器控制系统分别与所述样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。

【技术特征摘要】
1.一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置，其特征在于，该装置包括样品室系统、注液系统、排液及采集系统、液体压力控制系统和传感器控制系统；所述样品室系统包括样品反应釜和循环恒温箱，样品反应釜中加入成岩样品用于成岩模拟实验；样品反应釜固定放置于循环恒温箱中，循环恒温箱用于对样品反应釜进行均匀稳定的加热从而调节样品反应釜中成岩模拟过程的温度；所述注液系统与样品反应釜的下端连接，注液系统用于向样品反应釜内注入成岩模拟所需流体并提供流体压力，同时补给成岩模拟过程中矿物沉淀所需的各种离子；所述排液及采集系统与样品反应釜上端连接，用于在成岩模拟的状态下实现样品反应釜内流体流出从而保持流体流动，同时收集样品反应釜流出的液体；所述液体压力控制系统与样品反应釜连接，用于控制样品反应釜内成岩模拟实验的液体压力和流动速度；所述传感器控制系统分别与所述样品室系统和液体压力控制系统相连，用于实时监测并设置成岩模拟实验过程中的温度和压力。2.根据权利要求1所述的一种高温高压条件下可控流体流动的成岩模拟实验装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：滑彦岐，郭小文，赵文，陈家旭，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42