CN103835686A - 稠油热力开采井下模拟实验装置 - Google Patents

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CN103835686A CN201410050817.XA CN201410050817A CN103835686A CN 103835686 A CN103835686 A CN 103835686A CN 201410050817 A CN201410050817 A CN 201410050817A CN 103835686 A CN103835686 A CN 103835686A
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马明
刘广义
李艳霞
范旭
刘勇
赵莹
刘茜
马海滨
裴雯
尹艳
孟庆新
秦瑛
吴勇
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Abstract

一种稠油热力开采井下模拟实验装置，包括底座、高温高压容器、试验光缆，其特征是：高温高压容器内为高温高压蒸汽腔，在高温高压容器外周从内向外依次设置可控中频电加热器和保温材料，最外层和两端设置不锈钢外皮；高温高压容器的一端装入光纤传感器，光纤传感器的输出端设置光纤传感器密封器；高温高压容器的另一端设置高温高压密封器；高温高压容器通过铰轴联接在支臂上，同时高温高压容器还通过角度调整液压缸连接在底座上。本装置可实现饱和蒸汽变化范围的温度、压力、干度变化参数的连续试验和恒温、恒压、等干度技术参数的精确标定。为稠油热力开采工艺技术的研究提供了井下高温高压饱和蒸气温度、压力、干度的模拟实验条件。

Description

稠油热力开采井下模拟实验装置
技术领域
本发明属于一种实验装置，特别是一种稠油热力开采井下模拟实验装置。
背景技术
稠油注蒸汽热力开采工艺技术是目前国内外主要的稠油开采手段，是用直流锅炉向井下注入饱和蒸汽加热油层降低稠油粘度达到开采目的。稠油注蒸汽热力开采工艺井下蒸汽干度监测至关重要，通过蒸汽干度监测可准确了解注汽井的蒸汽热损失，是掌握油层热含的关键技术。饱和蒸汽干度，就是单位质量湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量，通常用干度来表示湿蒸汽状态，并通过它来确定其他状态参数。目前国内外还没有在线实测饱和蒸汽干度工艺技术。普遍采用的是通过测量井下的蒸汽温度、压力来计算干度，其误差很大，因为饱和蒸汽是汽液两相流，随着蒸汽环境、流动阻力、和热量的损失蒸汽干度是随时变化的，蒸汽干度是衡量蒸汽质量的重要依据，蒸汽干度的测量问题一直是国内外注蒸汽热力开采稠油的重要科技攻关课题。因此目前亟待提供一种稠油热力开采井下模拟实验装置，以模拟注汽井下实验和标定监测仪器的技术参数，为我国稠油热采技术的研发提供保证。
发明内容
本发明的目的是为了解决稠油注蒸汽热力开采工艺井下模拟注汽实验问题和监测仪器技术参数的标定，提供一种注蒸汽井下模拟实验装置，解决饱和蒸汽变化范围的温度、压力、干度变化参数的连续试验和恒温、恒压、干度参数的标定问题，为我国稠油热力开采工艺技术的研究提供井下高温高压饱和蒸气温度、压力、干度模拟实验条件，规范我国注蒸汽热力开采工艺井下监测仪器的技术标准                                                
Figure 201410050817X100002DEST_PATH_IMAGE001
。
本发明提供的技术方案：包括底座、高温高压容器、试验光缆，其特征是：高温高压容器内为高温高压蒸汽腔，在高温高压容器外周从内向外依次设置可控中频电加热器和保温材料，最外层和两端设置不锈钢外皮；高温高压容器的一端装入光纤传感器，光纤传感器的输出端设置光纤传感器密封器；高温高压容器的另一端设置高温高压密封器；高温高压容器通过铰轴联接在支臂上，同时高温高压容器还通过角度调整液压缸连接在底座上。
上述的高温高压密封器设有试验光缆穿孔，外周面设置密封紧固丝扣段和密封散热段，在高温高压密封器外端螺纹连接压紧件，在压紧件内设置密封件。
本发明的积极效果：解决了稠油注蒸汽热力开采工艺井下模拟注汽实验问题和监测仪器技术参数的标定，解决了饱和蒸汽变化范围的温度、压力、干度变化参数的连续试验和恒温、恒压、干度参数的标定问题，为稠油热力开采工艺技术的研究提供井下高温高压饱和蒸气温度、压力、干度模拟实验条件，规范注蒸汽热力开采工艺井下监测仪器的技术标准
Figure 706143DEST_PATH_IMAGE001
。
附图说明
图1是稠油热力开采模拟实验装置示意图。
图2是高温高压密封器结构图。
 图3是稠油热力开采模拟实验装置的控制系统示意图。
具体实施方式
目前油田热力开采用的注汽锅炉是23t/h排量的直流锅炉。锅炉输出的是湿饱和蒸汽，蒸汽温度350℃，蒸汽压力17Mpa，蒸汽干度80%，依据油田热力开采注蒸汽参数和饱和蒸气的性质，设计井下高温高压饱和蒸气模拟实验设备。
见图1，具体结构如下：饱和蒸汽实验设备是高温高压容器，按高温高压容器设计要求，在试验参数的基础上要乘3倍的安全系数，高温高压容器8是35CrMo材料的无缝钢管，内径Ф60mm、壁厚16mm、长3000mm的密闭容器，耐压5017Mpa，高温高压容器8内为高温高压蒸汽腔4，在高温高压容器8的外周从内向外依次设置可控中频电加热器5和300mm厚的岩棉保温材料6，可控中频电加热器5采用电阻丝和控制器；保温材料外部用2mm厚的不锈钢板封闭，两端用Ф630mm厚5mm的不锈钢板封闭；高温高压容器8的一端装入检测温度、压力、干度的光纤传感器3，光纤传感器3的输出端设置光纤传感器密封器2并连接传输光缆1；高温高压容器8的另一端设置高温高压密封器7，见图2，高温高压密封器7设有测试光缆7-1的穿孔；外周面设置密封紧固丝扣段7-2和密封散热段7-3，在密封散热段7-3的上端设置紧固卡方7-4；在高温高压密封器外端螺纹连接压紧件7-7，在压紧件7-7内设置柔性石墨密封件7-5和垫片7-6。前述的光纤传感器密封器2和高温高压密封器7结构相同。高温高压容器8通过铰轴联接在支臂11上，同时高温高压容器8还通过角度调整液压缸9连接在底座10上。
工作原理：试验时，首先卸下高温高压密封器8的密封材料压紧件7-7，向容器内加软化水至容器的1／2处，把测试光缆7-1通过密封材料压紧件7-7放入容器内，添加柔性石墨密封件7-5和压紧垫片7-6，密封材料压紧件7-7用丝扣压紧光缆密封材料，到此完成了试验前的安装工作。见图3，根据试验要求在控制柜12设置试验参数，通过液压控制液压缸9调节试验需要的角度。启动控制柜12按试验设定参数通过中频电加热器5给容器加温，在密闭容器内随着温度的升高、压力和干度的参数随之改变，光纤传感器随时监测容器内饱和蒸汽的温度、压力、干度参数，容器内的温度、压力、干度参数由传感器3通过传输光缆1输入控制柜12，在显示屏13随时显示容器内饱和蒸汽参数，控制系统根据监测参数随时调整加热功率，实现了饱和蒸汽状态试验全过程的自动控制，试验数据自动记录，解决了我国稠油热力开采工艺注汽井下饱和蒸汽的模拟试验问题，为我国稠油热力开采工艺技术的研究与试验提供了重要的技术支持。

Claims (3)

1.一种稠油热力开采井下模拟实验装置，包括底座、高温高压容器、试验光缆，其特征是：高温高压容器内为高温高压蒸汽腔，在高温高压容器外周从内向外依次设置可控中频电加热器和保温材料，最外层和两端设置不锈钢外皮；高温高压容器的一端装入光纤传感器，光纤传感器的输出端设置光纤传感器密封器；高温高压容器的另一端设置高温高压密封器；高温高压容器通过铰轴联接在支臂上，同时高温高压容器还通过角度调整液压缸连接在底座上。
2.根据权利要求1所述的稠油热力开采井下模拟实验装置，其特征是：高温高压密封器设有试验光缆穿孔，外周面设置密封紧固丝扣段和密封散热段，在高温高压密封器外端螺纹连接压紧件，在压紧件内设置密封件。
3.根据权利要求1所述的稠油热力开采井下模拟实验装置，其特征是：高温高压容器采用35CrMo材料的无缝钢管，内径Ф60mm、壁厚16mm、长3000mm，耐压50Mpa。
 
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