【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及co2地质封存效果模拟实验，具体是一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置和实验方法。
技术介绍
1、作为可实现化石能源大规模低碳利用的重要技术途径，将工业源捕集的co2注入至地下800~3500米深度范围内的地质构造中，进而将co2封存在地质体中，已成为当下研究热点，注入时co2一般处于超临界状态，当co2的温度大于31.26℃且压力大于73.8atm时，co2将达到超临界状态，超临界co2性质介于气体和液体之间，既有气体的低粘度和易扩散性，也有液体的高密度和溶解性好的特点，具有超强的流动、渗透和传递性能。超临界co2的地质埋存主要机理在于其与地质体发生的物理吸附与化学吸附反应。
2、现有技术中，中国技术专利cn203443958u公开了一种超临界co2-水-岩石反应实验装置，通过将超临界co2注入至反应釜内，在反应釜内安装岩石，反应釜模拟地层温度、压力、咸水组分和浓度、超临界co2等条件，并通过反应釜内的搅拌装置搅拌混合气液加速反应过程，分析反应前后co2、咸水和岩石之间的水岩变化，开展二氧化碳地质封存的机理及水岩反应特征研究，进行揭示封存作用机理，评估封存潜力，指导工程选址和安全环境影响评价等方面的研究。现有技术中存在地层岩石对co2吸附效果难以实现定性和定量评价的问题，过去研究方式主要通过记录温度、压力变化，基于状态方程计算，进而评定岩石对二氧化碳的吸附效果，缺点在于：数据结果不够直观，难以准确实现岩石对二氧化碳吸附效果的量化评价，一方面，单纯依赖温度压力定性评价岩石对超临界二氧化碳吸附效果
3、近年来，随着超临界co2染色技术成熟以及对于超临界co2性质的认识不断加深，基于超临界状态下的co2具有高溶解性和高扩散性等特征，将超临界co2和染色剂分别视为“溶液”和“溶质”，为实现有效评价超临界co2地质封存影响效果提供了理论基础，然而，亟需一种能够模拟地质温压环境条件下，实现岩石对超临界co2吸附效果定性和定量评价的实验装备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供了一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置和实验方法，以解决现有技术中地层岩石对co2封存效果难以实现定性和定量评价的问题。
2、实现本专利技术的技术方案为：
3、一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置，包括co2气瓶、注气泵、注气三通、着色容器、流体泵、可视化反应釜，所述的co2气瓶与注气泵连通，所述的注气泵通过注气三通分别与着色容器和可视化反应釜内部连通，co2气瓶用以提供气源，注气泵将co2气瓶的co2气体分别或同时注入着色容器和可视化反应釜内，所述的着色容器内部还通过流体泵与可视化反应釜内部连通，所述的着色容器上设置有供染色剂投入的可密封的染料投放口，所述的着色容器上还设有获取着色容器内部压力的压力检测装置和获取着色容器内部温度的温度检测装置，所述的着色容器外设置有控制着色容器内腔温度的加热装置，所述的可视化反应釜内设置有分级式疏散流体穴道，所述的注气泵和流体泵都与分级式疏散流体穴道连接，所述的可视化反应釜内还设置有用以控制可视化反应釜温度的加热装置，可视化反应釜内设置有检测岩石质量的质量检测装置，可视化反应釜的外部还设置有获取可视化反应釜内部流体颜色及颜色rgb数值的颜色检测装置、获取可视化反应釜内部温度的温度检测装置、获取可视化反应釜内部压力的压力检测装置。
4、本专利技术进一步的方案在于，所述的着色容器上的压力检测装置为容器压力表，着色容器内上温度检测装置为容器温度计，设置在着色容器的外部的加热装置为外侧加热套，设置在可视化反应釜内加热装置为螺旋形加热电丝，质量检测装置为质量传感器，颜色检测装置为色标传感器，可视化反应釜上的温度检测装置为反应釜温度计、可视化反应釜上的压力检测装置的为反应釜压力表。
5、本专利技术进一步的方案在于，所述的质量传感器通过质量传感器线路与质量显示设备连接，通过质量显示设备实时显示可视化反应釜内岩石的质量，所述的外侧加热套通过线路与温控设备电连接，所述的螺旋形加热电丝通过温控设备线路与温控设备电连接，通过温控设备控制外侧加热套和螺旋形加热电丝的加热温度。
6、所述的色标传感器为rgb颜色传感器，该rgb颜色传感器使用红、绿、蓝三种颜色的光源，将反射回来的光与rgb三原色进行比较，从而识别物体的颜色通过显示屏显示rgb值，并通过led灯显示相应的颜色，这种传感器可以检测多种颜色的物体，且对颜色的分辨率比较高。
7、所述的容器温度计、容器压力表、反应釜温度计和反应釜压力表可以为可获取相应数据的数据采集传感器，容器温度计、容器压力表、反应釜温度计和反应釜压力表、质量传感器、色标传感器都与计算机数据采集系统连接，用以接收上述传感器的数据并将数据实时采集记录。
8、本专利技术进一步的方案在于，所述分级式疏散流体穴道包括穴道进口，所述穴道进口下部与一级穴道相通，所述一级穴道的底部侧面连通有四个均布的一级扩散通道，所述一级扩散通道向下连通于二级穴道，所述二级穴道的底部侧面连通有四个均布的二级扩散通道，所述二级扩散通道向下连通于三级穴道，所述三级穴道的底部侧面连通有四个均布的三级扩散通道，所述三级扩散通道向下连通于四级穴道，所述四级穴道的底部侧面连通有四个均布的四级扩散通道，所述四级扩散通道向下连通于多个流体疏散孔。分级式疏散流体穴道的各级穴道与各级扩散通道的尺寸按照递进关系依次减小，最终实现流体层流效果，使超临界二氧化碳均匀注入。
9、本专利技术进一步的方案在于，所述的注气泵包括注气泵本体、注气泵进口和注气泵出口，co2气瓶与注气泵进口相通，注气三通包括注气三通第一端、注气三通第二端和注气三通第三端，注气三通第一端、注气三通第二端和注气三通第三端上分别依次安装第一阀门、第二阀门和第三阀门，通过控制注气三通各个阀门开闭进而实现控制co2气体的注入压力，注气泵出口与注气三通第一端相通，注气三通第二端与着色容器连通，注气三通第三端与可视化反应釜连通。
10、本专利技术进一步的方案在于，所述的着色容器包括容器腔体，容器腔体内部为容器内腔，外侧加热套设置在容器腔体的外周，容器腔体上方开口处设置有可拆卸的容器上盖，所述的容器腔体的上方设置有夹层卡槽，夹层卡槽的外壁上设置有容器内嵌螺纹，所述的容器上盖的底部外周设置有容器上盖凸起螺纹，容器内嵌螺纹与容器上盖凸起螺纹啮合；所述的可视化反应釜包括反应釜腔体，反应釜腔体的内部为反应釜内腔，反应釜腔体的上方开口处设置有可拆卸的反应釜上盖，反应釜上盖包括反应釜上盖本体，所述的反应釜腔体的上方设置有夹层卡槽，夹层卡槽的外壁上设置有反应釜内嵌螺纹，所述的反应釜上盖本体的底部外周设置有反应釜上盖凸起螺纹，反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：包括CO2气瓶（1）、注气泵（2）、注气三通（3）、着色容器（4）、流体泵（5）、可视化反应釜（6），所述的CO2气瓶（1）与注气泵（2）连通，所述的注气泵（2）通过注气三通（3）分别与着色容器（4）和可视化反应釜（6）内部连通，所述的着色容器（4）内部还通过流体泵（5）与可视化反应釜（6）内部连通，所述的着色容器（4）上设置有供染色剂投入的可密封的染料投放口（44），所述的着色容器（4）上还设有获取着色容器（4）内部压力的压力检测装置和获取着色容器（4）内部温度的温度检测装置，所述的着色容器（4）外设置有控制着色容器（4）内部温度的加热装置，所述的可视化反应釜（6）内设置有分级式疏散流体穴道（622），所述的注气泵（2）和流体泵（5）都与分级式疏散流体穴道（622）连接，所述的可视化反应釜（6）内还设置有用以控制可视化反应釜（6）温度的加热装置，可视化反应釜（6）内设置有检测岩石质量的质量检测装置，可视化反应釜（6）的外部还设置有获取可视化反应釜（6）内部流体颜色及颜色RGB数值的颜色检测装置、获取可视化反应釜（6）
2.根据权利要求1所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的着色容器（4）上的压力检测装置为容器压力表（463），着色容器（4）内上温度检测装置为容器温度计（45），设置在着色容器（4）的外部的加热装置为外侧加热套（424），设置在可视化反应釜（6）内加热装置为螺旋形加热电丝（647），所述的质量检测装置为质量传感器（646），所述的颜色检测装置为色标传感器（69），所述的色标传感器（69）为RGB颜色传感器，所述的可视化反应釜（6）上的温度检测装置为反应釜温度计（63），可视化反应釜（6）上的压力检测装置的为反应釜压力表（615）。
3.根据权利要求1所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述分级式疏散流体穴道（622）包括穴道进口（6220）、多个穴道和多个扩散通道，多个穴道分级设置且自上而下尺寸依次变小，穴道进口（6220）与第一级的穴道连通，每个所述的穴道上均布有多个扩散通道，上下级之间穴道之间通过扩散通道连通，下一级穴道的个数与上一级扩散通道的个数一致，末级的扩散通道底部设置有均布的流体疏散孔（6229）。
4.根据权利要求3所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述穴道进口（6220）下部与一级穴道（6221）相通，所述一级穴道（6221）的底部侧面连通有四个均布的一级扩散通道（6222），所述一级扩散通道（6222）向下连通于二级穴道（6223），所述二级穴道（6223）的底部侧面连通有四个均布的二级扩散通道（6224），所述二级扩散通道（6224）向下连通于三级穴道（6225），所述三级穴道（6225）的底部侧面连通有四个均布的三级扩散通道（6226），所述三级扩散通道（6226）向下连通于四级穴道（6227），所述四级穴道（6227）的底部侧面连通有四个均布的四级扩散通道（6228），所述四级扩散通道（6228）向下连通于底部均布的多个流体疏散孔（6229）。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的着色容器（4）包括容器腔体（42），容器腔体（42）内部为容器内腔（423），外侧加热套（424）设置在容器腔体（42）的外周，容器腔体（42）上方开口处设置有可拆卸的容器上盖（41），容器上盖（41）与容器腔体（42）上方开口螺纹连接且设置有密封结构；
6.根据权利要求5所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的注气泵（2）包括注气泵本体（21）、注气泵进口（22）和注气泵出口（23），CO2气瓶（1）与注气泵进口（22）相通；
7.根据权利要求6所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的流体泵（5）包括流体泵本体（51）、流体泵进口（52）和流体泵出口（53）；
8.根据权利要求1所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的着色容器（4）内部设置有搅拌装置，所述的搅拌装置包括设置在容器上盖（41）中心下端固定电机（413）和搅拌风扇（415），电机（413）外周设置有电机外罩（414），电机（413）驱动搅拌风扇（415）转动。
9.根据权利要求6所述的一种评价岩石对超临界CO2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的螺旋形加热电丝（647）竖向设置在...
【技术特征摘要】
1.一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置，其特征在于：包括co2气瓶（1）、注气泵（2）、注气三通（3）、着色容器（4）、流体泵（5）、可视化反应釜（6），所述的co2气瓶（1）与注气泵（2）连通，所述的注气泵（2）通过注气三通（3）分别与着色容器（4）和可视化反应釜（6）内部连通，所述的着色容器（4）内部还通过流体泵（5）与可视化反应釜（6）内部连通，所述的着色容器（4）上设置有供染色剂投入的可密封的染料投放口（44），所述的着色容器（4）上还设有获取着色容器（4）内部压力的压力检测装置和获取着色容器（4）内部温度的温度检测装置，所述的着色容器（4）外设置有控制着色容器（4）内部温度的加热装置，所述的可视化反应釜（6）内设置有分级式疏散流体穴道（622），所述的注气泵（2）和流体泵（5）都与分级式疏散流体穴道（622）连接，所述的可视化反应釜（6）内还设置有用以控制可视化反应釜（6）温度的加热装置，可视化反应釜（6）内设置有检测岩石质量的质量检测装置，可视化反应釜（6）的外部还设置有获取可视化反应釜（6）内部流体颜色及颜色rgb数值的颜色检测装置、获取可视化反应釜（6）内部温度的温度检测装置和获取可视化反应釜（6）内部压力的压力检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述的着色容器（4）上的压力检测装置为容器压力表（463），着色容器（4）内上温度检测装置为容器温度计（45），设置在着色容器（4）的外部的加热装置为外侧加热套（424），设置在可视化反应釜（6）内加热装置为螺旋形加热电丝（647），所述的质量检测装置为质量传感器（646），所述的颜色检测装置为色标传感器（69），所述的色标传感器（69）为rgb颜色传感器，所述的可视化反应釜（6）上的温度检测装置为反应釜温度计（63），可视化反应釜（6）上的压力检测装置的为反应釜压力表（615）。
3.根据权利要求1所述的一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述分级式疏散流体穴道（622）包括穴道进口（6220）、多个穴道和多个扩散通道，多个穴道分级设置且自上而下尺寸依次变小，穴道进口（6220）与第一级的穴道连通，每个所述的穴道上均布有多个扩散通道，上下级之间穴道之间通过扩散通道连通，下一级穴道的个数与上一级扩散通道的个数一致，末级的扩散通道底部设置有均布的流体疏散孔（6229）。
4.根据权利要求3所述的一种评价岩石对超临界co2吸附效果的实验装置，其特征在于：所述穴道进口（6220）下部与一级穴道（6221）相通，所述一级穴道（6221）的底部侧面连通有四个均布的一级扩散通道（6222），所述一级扩散通道（6222）向下连通于二级穴道（6223），所述二级穴道（6223）的底部侧面连通有四个均布的二级扩散通道（6224...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宾飞，王浩，李兆敏，张梦园，辛岩，邢万理，李刘彬，刘雨鑫，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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