CN103712904A - 用于超高压实验过程中气体补充的装置 - Google Patents

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孙建波
孙冲
王勇
张勇
赵卫民
韩彬
韩涛
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Abstract

本发明涉及一种用于超高压实验过程中气体补充的装置，该装置包括高压储罐釜体、气体输入管、稳压减压表、气体输出管、压力指示器；高压储罐釜体顶端设有气体输入管、出气管；气体输入管起始端设有可连接增加泵的接头，气体输入管上设有进气阀；出气管上设有出气阀；稳压减压表进气口端与出气阀连接；稳压减压表出气口端连接气体输出管；气体输出管末端设有接头；高压储罐釜体顶端开有一通孔，通孔内封装有压力传感器；高压储罐釜体侧面设有压力指示器；压力传感器通过信号线与压力指示器连接。本发明可稳定的向高温高压反应釜中补充气体，适用压力范围广，特别适用于含微量杂质气体的超高压腐蚀实验过程中杂质气体的补充。

Description

用于超高压实验过程中气体补充的装置
技术领域
本发明属于腐蚀实验装置领域，具体地，涉及一种用于超高压实验过程中气体补充的装置，用于超高压实验过程中向高温高压反应釜中稳定的补充气体。
背景技术
碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，简称CCS)技术是极具潜力的一项减缓温室气体排放的前沿技术。此技术是将捕集的CO2注入油气井提高油气采收率(CO2-EOR)，在美国已经应用了30多年，而国内中国石油和中国石化在多个油气田开展了利用CO2提高油田采收率的先导性实验，均取得了良好的效果。CO2输送作为CO2从捕集地到存储地的中间枢纽，是碳封存的关键技术之一。中远距离大规模输送CO2一般是将CO2分离并压缩至超临界状态(CO2的临界点：31.06℃，7.38MPa)后利用管道输送，是最经济、有效的方法。然而，超临界CO2输送管道的内腐蚀问题是制约CCS发展和应用的关键因素之一。在超临界CO2腐蚀环境中，CO2是主体，其中的微量水、O2、SOx、NOx等杂质则是诱发管道腐蚀的主要因素。
目前，室内模拟超临界CO2输送管道腐蚀实验一般都在高温高压反应釜中进行。由于超临界CO2气体中含有的H2O、O2、SOx、NOx等杂质的浓度非常低，实验过程中，杂质气体不断消耗，必然引起浓度降低或消耗殆尽，很难确定这个消耗过程的长短。从目前的研究报道来看，无论实验周期长短，由于微量杂质补充比较困难，人们往往忽略杂质浓度的变化对腐蚀的影响，默认在整个实验周期内浓度不发生变化，因此，获得的实验结果的准确性值得商榷，尤其是长周期实验，到腐蚀后期，杂质浓度降低，必然引起腐蚀速率的失真。由于超临界CO2输送管道处于一种高压的腐蚀环境，室内模拟实验过程中要达到这种超临界状态，往往需要用增压泵将气体增压至高温高压反应釜中。但是，采用增压泵增压是一个压力持续上升的过程，达到设定压力值后，无法维持压力稳定。因此，直接使用增压泵持续补充杂质气体或维持压力稳定是不可行的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于超高压实验过程中气体补充的装置；通过高压储罐与稳压减压表配合，可向运行中的高温高压反应釜中稳定的补充气体，维持整个实验过程中气体浓度的稳定，降低杂质浓度变化对腐蚀过程的影响，确保实验结果的准确性。
为实现上述目的，本发明采用如下方案：
用于超高压实验过程中气体补充的装置，包括：高压储罐釜体、气体输入管、稳压减压表、气体输出管、压力指示器；
高压储罐釜体为上下端封闭的圆柱壳体；
高压储罐釜体顶端设有气体输入管、出气管；
气体输入管末端伸入高压储罐釜体内部；气体输入管起始端在高压储罐釜体外部，气体输入管起始端设有可连接增加泵的接头，气体输入管上设有进气阀；
出气管上设有出气阀；稳压减压表进气口端与出气阀连接；稳压减压表出气口端连接气体输出管；气体输出管末端设有可连接高温高压反应釜的接头；
高压储罐釜体顶端开有一通孔，通孔内封装有压力传感器；高压储罐釜体侧面设有压力指示器；压力传感器通过信号线与压力指示器连接。
相对于现有技术，本发明具有如下优势：
1、可稳定的向高温高压反应釜中补充气体：预先用增加泵向高压储罐中打入高于高温高压反应釜中压力的气体。通过调节稳压减压表输出压力，能够维持压力稳定；解决了由增压泵直接向高温高压反应釜中增压导致的压力不稳定问题。
2、适用压力范围广：通过改变高压储罐中储存气体的压力，可为高温高压反应釜提供不同压力的气体。
3、该装置是增加泵和高温高压反应釜之间的过渡设备，操作方简单方便，特别适用于含微量杂质气体的超高压腐蚀实验过程中杂质气体的补充。
附图说明
图1是用于超高压实验过程中气体补充的装置。
具体实施方式
如图1所示，用于超高压实验过程中气体补充的装置，包括：高压储罐釜体1、气体输入管12、稳压减压表132、气体输出管133、压力指示器162。
高压储罐釜体1为上下端封闭的圆柱壳体，高压储罐釜体1装有高于实验所需压力的气体，高压储罐釜体1由不锈钢材质制成，可避免腐蚀性气体对高压储罐釜体1的腐蚀。
高压储罐釜体1底部设有支撑架11，支撑架11用于支撑整个装置，支撑架11由普通碳钢材质制成。
高压储罐釜体1顶端设有气体输入管12、出气管13、排气管14、爆破泄压管15；气体输入管12、出气管13、排气管14、爆破泄压管15均由不锈钢材质制成。
气体输入管12末端伸入高压储罐釜体1内部；气体输入管12起始端在高压储罐釜体1外部，气体输入管12起始端设有可连接增加泵的接头121，连接增加泵的接头121由不锈钢材质制成。气体输入管12上设有进气阀122。打开进气阀122，由增加泵(图1中未示出)通过气体输入管12向高压储罐釜体1中打入高于高温高压反应釜(图1中未示出)中压力的气体。
出气管13上设有出气阀131；稳压减压表132进气口端与出气阀131连接；稳压减压表132出气口端连接气体输出管133；气体输出管133末端设有可连接高温高压反应釜的接头134；气体输出管133和连接高温高压反应釜的接头134由不锈钢材质制成。调节稳压减压表132示数至实验所需压力，打开出气阀131，由气体输出管133向高温高压反应釜(图1中未示出)提供气体。
高压储罐釜体1顶端开有一通孔，通孔内封装有压力传感器16；高压储罐釜体1侧面设有压力指示器162；压力传感器16通过信号线161与压力指示器162连接。压力传感器16用于感应高压储罐釜体1中气体压力的变化，并将压力信号转化为电信号；压力传感器16提供的电信号通过信号线161传输给压力指示器162，压力指示器162可显示高压储罐釜体1中压力的变化情况。
排气管14上设有排气阀141，通过调节排气阀141可以排出高压储罐釜体1中多余的气体；
爆破泄压管15上设有爆破片装置151；高压储罐釜体1中压力超过额定压力时，爆破片装置151发生破裂，通过爆破泄压管15泄放压力，保证高压储罐釜体1的安全。
本发明装置主要是超高压实验过程中气体补充的装置，预先采用增加泵向高压储罐釜体中打入高于实验所需压力的气体，调节稳压减压表示数至实验所需压力值，向高温高压反应釜中补充气体。可实现实验过程中气体持续或间歇稳定的补充。解决了由增压泵直接向高温高压反应釜中增压导致的压力不稳定问题。尤其对于室内模拟超临界CO2输送管道腐蚀实验，含有的杂质气体浓度很低，通过该装置能够确保超高压实验过程中杂质浓度降低后，及时得到补充，维持整个实验过程中气体浓度的稳定，降低杂质浓度变化对腐蚀过程的影响，确保实验结果的准确性。

Claims (8)

1.一种用于超高压实验过程中气体补充的装置，包括：高压储罐釜体、气体输入管、稳压减压表、气体输出管、压力指示器；其特征在于：
高压储罐釜体为上下端封闭的圆柱壳体；
高压储罐釜体顶端设有气体输入管、出气管；
气体输入管末端伸入高压储罐釜体内部；气体输入管起始端在高压储罐釜体外部，气体输入管起始端设有可连接增加泵的接头，气体输入管上设有进气阀；
出气管上设有出气阀；稳压减压表进气口端与出气阀连接；稳压减压表出气口端连接气体输出管；气体输出管末端设有可连接高温高压反应釜的接头；
高压储罐釜体顶端开有一通孔，通孔内封装有压力传感器；高压储罐釜体侧面设有压力指示器；压力传感器通过信号线与压力指示器连接。
2.根据权利要求1所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：高压储罐釜体顶端还设有排气管；排气管上设有排气阀。
3.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：高压储罐釜体顶端还设有爆破泄压管，爆破泄压管上设有爆破片装置。
4.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：高压储罐釜体底部设有支撑架，支撑架由普通碳钢材质制成。
5.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：高压储罐釜体由不锈钢材质制成。
6.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：气体输入管、出气管、排气管、爆破泄压管均由不锈钢材质制成。
7.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：气体输入管和连接增加泵的接头由不锈钢材质制成。
8.根据权利要求1或2所述的用于超高压实验过程中气体补充的装置，其特征在于：气体输出管和连接高温高压反应釜的接头由不锈钢材质制成。
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