耐高温岩芯夹持器以及岩芯温度追踪加热系统技术方案

本发明专利技术公开一种耐高温岩芯夹持器以及岩芯温度追踪加热系统，其中，一种耐高温岩芯夹持器，包括：具有腔体的釜体；所述釜体设有腔体上开口、以及设置于所述腔体下方的腔体底壁；安装在所述腔体内的紫铜套；所述腔体在所述紫铜套外形成围压腔；伸入到所述紫铜套的上端的上堵头；所述上堵头设有输入接口、温度检测通道、以及点火加热棒；所述温度检测通道用于安装测温件；所述上堵头和所述紫铜套的内壁之间通过第一石墨密封圈密封；伸入到所述紫铜套的下端的下堵头；固定安装于所述釜体上端的上顶块；所述上顶块套设于所述上堵头外并将所述第一石墨密封圈压紧密封；所述上顶块和所述釜体的腔体内壁之间设有被压紧密封的第三石墨密封圈。

【技术实现步骤摘要】
耐高温岩芯夹持器以及岩芯温度追踪加热系统
本专利技术属于机械
，涉及一种岩芯夹持器，特别是一种可实现岩芯燃烧前缘温度追踪和热量补偿的耐高温多功能岩芯夹持器。
技术介绍
空气作为一种廉价易得的驱油剂，被逐渐应用于热力开采稠油油藏和非常规油气资源。利用高压空气与储层原油之间的氧化反应或燃烧反应，形成稳定的高温燃烧带，升高储层温度，降低原油粘度，以期实现储层快速增压和提高波及系数的效果。常规的岩芯夹持器通过橡胶套包裹岩芯，使用橡胶垫圈完成高压室进出口的法兰密封，从而模拟储层岩石在油藏压力和围岩应力作用下的驱替过程。但是，橡胶材料的耐温极限只有180℃左右，高温下易发生融化、变形，不能保证良好的气密性，存在严重的安全隐患，这对于模拟高温热采过程是不可行的。与此同时，钢制结构导热系数和比热容较大，热采物理模拟过程中会引起严重的热损失，不能达到实际储层中的绝热条件，最终导致岩芯的燃烧反应熄灭，实验失败。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提出了一种即能保证在高温条件下安全稳定地进行高压空气岩芯驱油实验，又能对岩芯中原油氧化放热反应实现温度追踪和热量补偿，减小热损的耐高温岩芯夹持器以及岩芯温度追踪加热系统。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种耐高温岩芯夹持器，包括：具有腔体的釜体；所述釜体设有腔体上开口、以及设置于所述腔体下方的腔体底壁；所述釜体的壁上还设有加热器、以及测温部；所述腔体底壁上设有围压腔测温口以及围压泵入口；安装在所述腔体内的紫铜套；所述腔体在所述紫铜套外形成围压腔；伸入到所述紫铜套的上端的上堵头；所述上堵头设有输入接口、温度检测通道、以及点火加热棒；所述温度检测通道用于安装测温件；所述上堵头和所述紫铜套的内壁之间通过第一石墨密封圈密封；伸入到所述紫铜套的下端的下堵头；所述下堵头和所述上堵头之间形成岩芯腔体；所述上堵头设有将所述输入接口与所述岩芯腔体连通的输入通道；所述下堵头设有通入所述岩芯腔体的回压通道；所述回压通道用于连通位于所述釜体外的回压阀；所述下堵头和所述紫铜套的内壁之间设有第二石墨密封圈；所述下堵头外套设有将所述第二石墨密封圈压紧密封的下顶块；固定安装于所述釜体上端的上顶块；所述上顶块套设于所述上堵头外并将所述第一石墨密封圈压紧密封；所述上顶块和所述釜体的腔体内壁之间设有被压紧密封的第三石墨密封圈；所述上顶块和所述下堵头通过螺柱固定连接。作为一种优选的实施方式，所述上堵头的外壁设有环形坡度；所述第一石墨密封圈的下端内侧具有锥形部；所述第一石墨密封圈套设在上堵头外，所述锥形部与所述环形坡度形成紧密装配。作为一种优选的实施方式，所述上堵头外固定套设有上顶盘；所述上顶盘位于所述上顶块的上方；所述上顶盘通过螺纹孔安装有用于下压所述上顶块的下压螺栓；所述下堵头外固定套设有下顶盘；所述下顶盘位于所述下顶块的下方；所述下顶盘通过螺纹孔安装有用于上顶所述下顶块的上顶螺栓；所述上顶块通过所述螺柱连接所述下顶盘，进而固定连接所述下堵头。作为一种优选的实施方式，所述测温件包括通过所述温度检测通道进入所述岩芯腔体的热电偶；所述热电偶外套设有固定安装在所述温度检测通道上端的探针压帽以及位于探针压帽下方的探针压环；所述输入接口设有连接管线；所述连接管线外套设有固定安装在所述输入接口的管线压帽以及位于管线压帽下方的管线压环。作为一种优选的实施方式，所述回压通道的下端固定连接有下出管；所述下出管穿过所述腔体底壁；所述下出管的下端设有下管转接头以连接回压阀；所述腔体底壁具有套设在所述下出管外的下端头；所述下端头固定连接有腔体下出口压帽；所述腔体下出口压帽的内部压紧有套设于所述下出管外的第四石墨密封圈。作为一种优选的实施方式，所述测温部包括从所述釜体下端面朝向所述釜体上端延伸的测温槽、以及位于所述测温槽内的测温器；所述釜体下端面还设有一个或更多个朝向所述釜体上端延伸的加热槽；所述加热器包括设置于所述加热槽中的移动加热棒；所述岩芯夹持器还包括用于移动所述移动加热棒的位移调节器。作为一种优选的实施方式，所述上顶块外套设有将所述第三石墨密封圈压紧的法兰；所述法兰通过法兰螺柱固定连接在所述釜体上端；所述法兰螺柱连接有法兰螺母；所述法兰螺母和所述法兰之间具有套设于所述法兰螺柱外的法兰垫片；所述法兰还固定连接有法兰手柄。作为一种优选的实施方式，所述上顶块外固定套设有法兰顶盘；所述法兰顶盘通过螺纹孔螺纹连接有被所述法兰所承托的法兰顶盘螺栓，完成腔体内部岩芯夹持器以及岩芯的上提，借此实现第三石墨密封圈的挤压膨胀密封。作为一种优选的实施方式，所述釜体的上端还设有与所述腔体相通且可被封堵的排气孔。一种岩芯驱替系统，包括：如上任意一项实施方式所述岩芯夹持器；连通所述输入接口的流体驱替机构；连通所述围压泵入口的围压输入机构；连接所述测温件、所述点火加热棒和加热器的温度采集与控制器；所述温度采集与控制器能够根据所采集到的岩芯燃烧前缘位置和温度，调节所述加热器位置和温度。与现有技术相比，本申请一个实施例所提供的高温岩芯夹持器具有以下优点：1、与常规的岩芯夹持器相比，该高温岩芯夹持器采用紫铜套对岩芯施加围压，采用石墨密封圈对岩芯孔隙压力和围岩压力的进出口完成密封，弥补了橡胶材料不耐高温的缺陷，同时紫铜套和石墨密封圈能够达到良好的密封性和安全性，保证了在高温条件下岩芯驱替实验的稳定进行。2、通过岩芯多点测温、温度采集与控制器和追踪加热系统(温度检测补偿系统)，实现了对岩芯燃烧前缘温度和位置的追踪，岩芯的燃烧放热反应获得及时的温度补偿，岩芯的热量损失降低，创造了良好的储层绝热环境，有利于实验的成功实施。3、紫铜套不仅具有耐高温的特性，而且具有良好的延展性。实验开始时，可增加围压，使紫铜套发生变形，紧紧地夹持住岩芯。实验结束时，可保持孔压不变，卸载围压，使紫铜套的变形复位，还原到原始尺寸，下次实验紫铜套可循环使用，降低了材料的损耗。4、常规的燃烧管实验装置虽可以实现多点测温，但所用岩芯是由矿物颗粒充填而来，这不能反映非常规储层低孔隙度和超低渗透率的特点，且燃烧管不能施加围岩压力。该高温岩芯夹持器在实现多点测温的基础上，采用了地下或露头岩芯，既能够模拟真实储层中的孔隙度和渗透率条件，又能够模拟围岩压力状态，仿真效果更加接近真实储层的物性条件和压力环境。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明为了更清楚地说明本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温岩芯夹持器，其特征在于，包括：/n具有腔体的釜体；所述釜体设有腔体上开口、以及设置于所述腔体下方的腔体底壁；所述釜体的壁上还设有加热器、以及测温部；所述腔体底壁上设有围压腔测温口以及围压泵入口；/n安装在所述腔体内的紫铜套；所述腔体在所述紫铜套外形成围压腔；/n伸入到所述紫铜套的上端的上堵头；所述上堵头设有输入接口、温度检测通道、以及点火加热棒；所述温度检测通道用于安装测温件；所述上堵头和所述紫铜套的内壁之间通过第一石墨密封圈密封；/n伸入到所述紫铜套的下端的下堵头；所述下堵头和所述上堵头之间形成岩芯腔体；所述上堵头设有将所述输入接口与所述岩芯腔体连通的输入通道；所述下堵头设有通入所述岩芯腔体的回压通道；所述回压通道用于连通位于所述釜体外的回压阀；所述下堵头和所述紫铜套的内壁之间设有第二石墨密封圈；所述下堵头外套设有将所述第二石墨密封圈压紧密封的下顶块；/n固定安装于所述釜体上端的上顶块；所述上顶块套设于所述上堵头外并将所述第一石墨密封圈压紧密封；所述上顶块和所述釜体的腔体内壁之间设有被压紧密封的第三石墨密封圈；所述上顶块和所述下堵头通过螺柱固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温岩芯夹持器，其特征在于，包括：
具有腔体的釜体；所述釜体设有腔体上开口、以及设置于所述腔体下方的腔体底壁；所述釜体的壁上还设有加热器、以及测温部；所述腔体底壁上设有围压腔测温口以及围压泵入口；
安装在所述腔体内的紫铜套；所述腔体在所述紫铜套外形成围压腔；
伸入到所述紫铜套的上端的上堵头；所述上堵头设有输入接口、温度检测通道、以及点火加热棒；所述温度检测通道用于安装测温件；所述上堵头和所述紫铜套的内壁之间通过第一石墨密封圈密封；
伸入到所述紫铜套的下端的下堵头；所述下堵头和所述上堵头之间形成岩芯腔体；所述上堵头设有将所述输入接口与所述岩芯腔体连通的输入通道；所述下堵头设有通入所述岩芯腔体的回压通道；所述回压通道用于连通位于所述釜体外的回压阀；所述下堵头和所述紫铜套的内壁之间设有第二石墨密封圈；所述下堵头外套设有将所述第二石墨密封圈压紧密封的下顶块；
固定安装于所述釜体上端的上顶块；所述上顶块套设于所述上堵头外并将所述第一石墨密封圈压紧密封；所述上顶块和所述釜体的腔体内壁之间设有被压紧密封的第三石墨密封圈；所述上顶块和所述下堵头通过螺柱固定连接。


2.如权利要求1所述耐高温岩芯夹持器，其特征在于，所述上堵头的外壁设有环形坡度；所述第一石墨密封圈的下端内侧具有锥形部；所述第一石墨密封圈套设在上堵头外，所述锥形部与所述环形坡度形成紧密装配。


3.如权利要求1或2所述耐高温岩芯夹持器，其特征在于，所述上堵头外固定套设有上顶盘；所述上顶盘位于所述上顶块的上方；所述上顶盘通过螺纹孔安装有用于下压所述上顶块的下压螺栓；所述下堵头外固定套设有下顶盘；所述下顶盘位于所述下顶块的下方；所述下顶盘通过螺纹孔安装有用于上顶所述下顶块的上顶螺栓；所述上顶块通过所述螺柱连接所述下顶盘，进而固定连接所述下堵头。


4.如权利要求3所述耐高温岩芯夹持器，其特征在于，所述测温件包括通过所述温度检测通道进入所述岩芯腔体的热电偶；所述热电偶外套设有固定安装在所述温度检测通道上...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦自健，盛家平，杨凌风，
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