一种水岩反应实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水岩反应实验装置。该装置中高温高压反应系统与高压输液系统连接；高温高压反应系统和自动取样系统连接；数据采集系统与高温高压反应系统连接；数据采集系统与高压输液系统连接；高温高压反应系统用于控制岩石样品进行水岩反应的温度和压力；高压输液系统用于控制岩石样品进行水岩反应的液体流速；数据采集系统用于采集高温高压反应系统和高压输液系统中的温度和压力；自动取样系统用于进行定时取样以及自动换试管。本发明专利技术能够实现样品水岩反应及其前后传质传热对比实验的免拆装持续进行，又能通过控制实验工况以及反应平衡状态，实现矿物表面溶蚀的加速和不同反应过程的解耦。过程的解耦。过程的解耦。

【技术实现步骤摘要】
一种水岩反应实验装置


[0001]本专利技术涉及水岩反应实验领域，特别是涉及一种水岩反应实验装置。

技术介绍

[0002]地热储层开发过程中，储层的岩石在高温(200
‑
300℃)高压条件下与采热介质水时刻发生着水岩化学反应，并与储层的其他传质传热过程耦合，其机制极为复杂。研究以花岗岩为主的地热储层的水岩反应规律及其对传质传热过程的影响，可有效提升对地热储层内多场耦合流动传热机制的认识，并为地热开发、尤其是干热岩人工热储建造和高效利用提供重要的理论支撑。
[0003]现有的水岩反应实验装置多聚焦于水岩反应本身，无法在同一实验装置内既进行水岩反应、又进行水岩反应前后传质传热过程的对比实验。在同一实验装置内既反应、又做对比实验可以有效避免由于样品反复拆装和转移所造成的系统误差，大幅提高实验研究的可重复性和精确度。同时，现有水岩反应实验装置多采用高温高压反应釜进行静态实验，这样不仅使得矿物水解与沉淀过程相互耦合、无法对造成实验结果的多个科学过程进行剥离，而且对于地热储层而言，其中常见的二氧化硅和硅酸盐矿物的水解速率相较于碳酸盐矿物极其缓慢，静态实验会使化学反应很快趋近平衡态、进一步减慢水岩化学反应的速率，在有限的实验周期内矿物表面难以发生明显的形貌变化，因而阻碍水岩反应前后的对比实验研究。因此亟需一种新型的实验装置，既可实现样品水岩反应及其前后传质传热对比实验的免拆装持续进行，又能通过控制实验工况以及反应平衡状态，实现矿物表面溶蚀的加速和不同反应过程的解耦。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种水岩反应实验装置，能够实现样品水岩反应及其前后传质传热对比实验的免拆装持续进行，又能通过控制实验工况以及反应平衡状态，实现矿物表面溶蚀的加速和不同反应过程的解耦。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种水岩反应实验装置，包括：高温高压反应系统、高压输液系统、数据采集系统以及自动取样系统；
[0007]所述高温高压反应系统与所述高压输液系统连接；所述高温高压反应系统和所述自动取样系统连接；所述数据采集系统与所述高温高压反应系统连接；所述数据采集系统与所述高压输液系统连接；
[0008]所述高温高压反应系统用于控制岩石样品进行水岩反应的温度和压力；所述高压输液系统用于控制岩石样品进行水岩反应的液体流速；
[0009]所述数据采集系统用于采集所述高温高压反应系统和所述高压输液系统中的温度和压力；
[0010]所述自动取样系统用于进行定时取样以及自动换试管。
[0011]可选地，所述高温高压反应系统包括：岩心/填砂夹持器、油浴温度传感器、围压压力表、轴压压力表、油浴温度控制箱、围压针阀、轴压针阀、围压轴压泵、冷却器、第二针阀、背压压力表以及背压阀；
[0012]所述岩心/填砂夹持器分别与所述围压压力表和所述轴压压力表连接；
[0013]所述油浴温度传感器分别与所述岩心/填砂夹持器以及所述油浴温度控制箱连接；
[0014]所述围压轴压泵通过所述围压针阀与所述围压压力表连接；所述围压轴压泵通过所述轴压针阀与所述轴压压力表连接；
[0015]所述冷却器的入口与所述岩心/填砂夹持器的出口连接；所述冷却器的出口依次通过所述第二针阀、所述背压压力表与所述背压阀连接。
[0016]可选地，所述岩心/填砂夹持器包括：样品腔、围压油浴腔、电加热片以及保温材料；
[0017]所述样品腔置于所述围压油浴腔内；
[0018]所述围压油浴腔外壁贴有所述电加热片；所述围压油浴腔分别与所述油浴温度传感器和所述围压压力表连接；
[0019]所述电加热片外围包裹所述保温材料。
[0020]可选地，所述样品腔包括：第一堵头、第二堵头以及紫铜管；
[0021]所述第一堵头位于所述紫铜管底端；所述第二堵头位于所述紫铜管的顶端；
[0022]所述紫铜管内部放置所述岩石样品。
[0023]可选地，所述岩心/填砂夹持器，还包括：轴压腔；
[0024]所述轴压腔与所述轴压压力表和所述第一堵头连接。
[0025]可选地，所述高压输液系统包括：储液罐、高压输液泵、第一针阀以及预热器；
[0026]所述储液罐与所述高压输液泵的入液口连接；
[0027]所述高压输液泵的出液口通过所述第一针阀与所述预热器连接；
[0028]所述预热器与所述数据采集系统连接。
[0029]可选地，所述数据采集系统包括：第一温度传感器、压力传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、压差传感器、数据采集器和计算机；
[0030]所述第一温度传感器的一端与所述预热器连接；所述第一温度传感器的另一端与所述压力传感器的一端连接；所述压力传感器的另一端与所述岩心/填砂夹持器的底端连接；
[0031]所述第二温度传感器设在所述岩心/填砂夹持器的上方出口处；
[0032]所述第三温度传感器设在所述冷却器与所述第二针阀之间；
[0033]所述压差传感器一端与所述岩心/填砂夹持器的入口连接，所述压差传感器的另一端与所述夹持器岩心/填砂夹持器的出口连接；
[0034]所述数据采集器均与所述第一温度传感器、所述压力传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述压差传感器以及所述计算机连接。
[0035]可选地，所述自动取样系统包括：自动集样器；
[0036]所述自动集样器与所述背压阀连接。
[0037]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0038]本专利技术所提供的一种水岩反应实验装置，通过高温高压反应系统和高压输液系统以及自动取样系统不仅能还原深部地层的温度压力条件并在不同温度、压力和流速下对不同形态的岩石样品进行水岩反应，而且还能在不拆装样品的情况下进行水岩反应前后的传质传热对比实验。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1为本专利技术所提供的一种水岩反应实验装置结构示意图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]本专利技术的目的是提供一种水岩反应实验装置，能够实现样品水岩反应及其前后传质传热对比实验的免拆装持续进行，又能通过控制实验工况以及反应平衡状态，实现矿物表面溶蚀的加速和不同反应过程的解耦。
[0043]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水岩反应实验装置，其特征在于，包括：高温高压反应系统、高压输液系统、数据采集系统以及自动取样系统；所述高温高压反应系统与所述高压输液系统连接；所述高温高压反应系统和所述自动取样系统连接；所述数据采集系统与所述高温高压反应系统连接；所述数据采集系统与所述高压输液系统连接；所述高温高压反应系统用于控制岩石样品进行水岩反应的温度和压力；所述高压输液系统用于控制岩石样品进行水岩反应的液体流速；所述数据采集系统用于采集所述高温高压反应系统和所述高压输液系统中的温度和压力；所述自动取样系统用于进行定时取样以及自动换试管。2.根据权利要求1所述的一种水岩反应实验装置，其特征在于，所述高温高压反应系统包括：岩心/填砂夹持器、油浴温度传感器、围压压力表、轴压压力表、油浴温度控制箱、围压针阀、轴压针阀、围压轴压泵、冷却器、第二针阀、背压压力表以及背压阀；所述岩心/填砂夹持器分别与所述围压压力表和所述轴压压力表连接；所述油浴温度传感器分别与所述岩心/填砂夹持器以及所述油浴温度控制箱连接；所述围压轴压泵通过所述围压针阀与所述围压压力表连接；所述围压轴压泵通过所述轴压针阀与所述轴压压力表连接；所述冷却器的入口与所述岩心/填砂夹持器的出口连接；所述冷却器的出口依次通过所述第二针阀、所述背压压力表与所述背压阀连接。3.根据权利要求2所述的一种水岩反应实验装置，其特征在于，所述岩心/填砂夹持器包括：样品腔、围压油浴腔、电加热片以及保温材料；所述样品腔置于所述围压油浴腔内；所述围压油浴腔外壁贴有所述电加热片；所述围压油浴腔分别与所述油浴温度传感器和所述围压压力表连接；所述电加热片外围包裹所述保温材料。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥蕊娜，张毓然，姜培学，赵陈儒，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：