CN203002358U - 一种用于压裂酸化实验室的化学反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油工程领域压裂酸化实验室高温高压强腐蚀条件下的化学反应釜。它能模拟现场条件，适时向反应釜添加反应物，实现快速升温。其技术方案：反应釜体外壳和内衬构成双层反应釜体结构，反应釜体外壳与密封盖用螺纹连接并密封，反应釜体内衬与密封盖间形成密封的反应腔室；反应釜体置入的油浴加热装置，在装置中安装有无级可调温度控制器；在密封盖上设有盲道插入温度传感器带有灵敏温度探头的管线前端；在旋入式活塞推进结构上方连接带开关式量筒，下方与类漏斗状物料导入装置连接，在导入管道上装有球阀控制开关；在密封盖上装有压力传感器和注气增压装置。本实用新型符合油田现场分阶段定量加入压裂酸化材料，用于酸化压裂工程研究。

Description

一种用于压裂酸化实验室的化学反应釜

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油工程领域压裂酸化实验室高温高压强腐蚀条件下的化学反应釜，尤其是能实现阶段式定量加入反应物质和增压快速升温功能的反应釜。

背景技术

水力压裂和酸化是目前广泛使用的油气藏储层改造措施。水力压裂或酸化过程中，压裂液、支撑剂或酸液等施工材料分阶段逐级泵送到地层中，在泵送过程中会发生液体（压裂液或酸液）与固体（支撑剂、地层矿物）或者不同类型液体（压裂液、酸液和地层流体）之间的化学反应过程。随着所开发的油气层埋藏深度越来越深，地层温度和压力也越来越高。而酸液、压裂液和酸性的地层流体都具有一定的腐蚀性。因此，此类化学反应具有高温、高压、高腐蚀性的特点，而且对储层改造措施的最终效果有很大的影响。

现有的室内实验一般借助耐腐蚀材料或者添加缓蚀剂进行高温高压强腐蚀条件下液-固或液-液的化学反应，其局限性在于：化学反应装置不能满足在维持温度、压力条件下，分阶段定量加入反应物的要求。

发明内容

本实用新型的目的是：为在高温高压强腐蚀条件下进行化学反应，能适时向反应釜内定量添加反应物，用增压实现快速升温，特提供一种用于压裂酸化实验室的化学反应釜。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于压裂酸化实验室的化学反应釜，是由油浴加热装置、反应釜体、反应釜体密封盖、物料加入装置、温度传感器、压力传感器和注气增压装置组成。其结构特点是：反应釜体外壳与反应釜体内衬构成双层反应釜体结构，反应釜体外壳与反应釜体密封盖之间用螺纹连接并密封，反应釜体内衬与反应釜体密封盖之间用螺纹凹凸密封方式形成密封的反应腔室；在油浴加热装置中安装有无级可调温度控制器，反应釜体置入油浴加热装置中，对反应釜体实施可控式加热；在反应釜体密封盖中心部位设置有一孔，并在其内向下开设盲道，在盲道中插入温度传感器带有灵敏温度探头的管线前端；物料加入装置，在旋入式活塞推进结构上方设置一孔连接带开关式量筒，在旋入式活塞推进结构下方与类漏斗状物料导入装置间用螺纹连接，类漏斗状物料导入装置由圆柱体状和锥体状上下两部分无间隙连接而成，其下部接物料导入管道，在物料导入管道上装有耐腐蚀材料制成的球阀控制开关，实现物料导入管开启或关闭；在反应釜体密封盖左端设置有一孔，类漏斗装物料导入装置的导入管道插入孔中伸进反应腔室，其周边用硅胶双O型圈密封；压力传感器用管线连接反应釜体密封盖上并导入反应腔室上方，通过应变片的变化获取反应室内的压力数据；注气增压装置用螺纹连接方式安装在反应釜体密封盖右端盖上，以调节反应腔室内部压力。反应釜体外壳由高强度不锈钢制成，反应釜体内衬由聚四氟乙烯制成的耐高温内衬，反应釜体密封盖由高强度不锈钢制成，在反应釜体密封盖内垫有材质柔软的耐高温高压、耐腐蚀硅胶密封圈。旋入式活塞推进结构上带有精密刻度，以旋入螺纹圈数定量表征固相反应物质添加的体积，在旋入式活塞推进结构上部开孔并连接带刻度玻璃制成的带开关式量筒，定量表征添加液相反应物质的体积。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）能够在高温高压强腐蚀条件下通过带有精确刻度的反应物加入装置向反应釜体内适时定量添加反应物质进行液-固或液-液化学反应，符合油田现场分阶段定量加入压裂酸化材料的施工过程；（2）能够通过增压机构使反应釜体内部的温度快速达到实验要求。

附图说明

附图1为本实用新型化学反应釜的结构示意图。

图中：1.无级可调温度控制器；2.油浴加热装置；3.反应釜体外壳；4.反应釜体内衬；5.反应釜体密封盖；6.盲道；7.球阀控制开关；8.类漏斗状物料导入装置；9.旋入式活塞推进结构；10.带开关式量筒；11.温度传感器；12.压力传感器；13.注气增压装置。

具体实施方式

依照附图进一步说明本实用新型。参照附图。

一种高温高压强腐蚀条件下的类漏斗式双层反应釜实验装置，主要包括：含无级可调温度控制器1的油浴加热装置2；反应釜体外壳3和反应釜体内衬4形成的双层釜体结构，反应釜体外壳3与反应釜体密封盖5之间通过螺纹连接密封，使反应釜体内衬4与反应釜体密封盖5间形成反应腔室，并在反应釜体密封盖5内垫有材质柔软的耐高温高压、耐腐蚀硅胶密封圈；反应釜体密封盖5上开孔，并在其内向下开设盲道6；反应物加入装置由含球阀控制开关7的类漏斗状物料导入装置8、旋入式活塞推进结构9及带开关式量筒10组成，其中，旋入式活塞推进结构9上带有精密刻度，以旋入螺纹圈数定量表征固相反应物质的添加，旋入式活塞推进结构9上方开孔连接有带开关式量筒10，可定量添加液相反应物质，旋入式活塞推进结构9下方与类漏斗状物料导入装置8间以螺纹连接方式接触；类漏斗状物料导入装置8周边采用硅胶双O型圈密封以确保密封效果；温度传感器11带有灵敏温度探头的管线前段插入开孔于反应釜体密封盖5上的盲道6内以获取反应室内温度；压力传感器12通过管线连接反应釜体密封盖5上并导入反应室上方，通过应变片的变化获取反应室内的压力数据；注气增压装置13通过螺栓连接方式安装于反应釜体密封盖5上，以调节反应室内部压力。

依附图所示，本实用新型的工作过程如下：

检查各密封件，准备就绪后，旋紧反应釜体密封盖5确保密封完好；在反应釜体密封盖5上安装类漏斗状物料导入装置8、旋入式活塞推进结构9、压力传感器12，注气增压装置13，于盲道6内插入温度传感器11带有灵敏温度探头的管线前端，同时对相应的接触面（处）进行密封。

各机构安装完毕后，对反应釜体反应室内进行增压，并通过压力传感器12获取反应室内压力状况；待反应室内压力达到实验要求压力条件时，停止施压并保持反应室内压力不变。将整个反应釜体装置置于油浴加热装置2中，通过油浴升温加热方式对反应釜体装置进行加热，通过温度传感器11检测反应室内温度情况。通过无级可调温度控制器1使反应室内温度达到实验要求。当需要向反应室内加入固相反应物质时，保持球阀控制开关7处于关闭状态，打开反应物加入机构上旋入式活塞推进结构9，以旋入式活塞推进结构9旋入螺纹圈数计量固相反应物质加入量，最后打开球阀控制开关7向反应室内添加固相反应物质；当需要向反应室内加入液相反应物质时，保持球阀控制开关7和带开关式量筒10上开关处于关闭状态，通过反应物加入装置上带开关式量筒10加入液相反应物质，达到预定添加量时，停止添加，打开球阀控制开关7和带开关式量筒10上开关，向反应室内添加液相反应物质。

在一定温度压力的条件下，各反应物质在反应室内反应一定时间后，停止加热，撤离油浴加热装置2和温度传感器11，通过外冷却方式对反应釜体装置进行冷却。待冷却至常温时，通过注气增压装置13排气泄压，然后卸下反应釜体密封盖5。取出反应后的物质体系并进行相应的性能参数测试，完成对高温高压强腐蚀条件下反应后体系的性能评价。

Claims (3)

1.一种用于压裂酸化实验室的化学反应釜，是由油浴加热装置、反应釜体、反应釜体密封盖、物料加入装置、温度传感器、压力传感器和注气增压装置组成，其特征在于：反应釜体外壳（3）和反应釜体内衬（4）构成双层反应釜体结构，反应釜体外壳（3）和反应釜体密封盖（5）之间用螺纹连接并密封，反应釜体内衬（4）与反应釜体密封盖（5）间用螺纹凹凸密封方式形成密封的反应腔室；在油浴加热装置（2）中安装有无级可调温度控制器（1），反应釜体置入油浴加热装置（2）中；在反应釜体密封盖（5）中心部位设置有一孔，并在其内向下开设盲道（6），在盲道（6）中插入温度传感器（11）带有灵敏温度探头的管线前端；物料加入装置，在旋入式活塞推进结构（9）的上方设置一孔连接带开关式量筒（10），在旋入式活塞推进结构（9）下方与类漏斗状物料导入装置（8）间用螺纹连接，类漏斗状物料导入装置（8）由圆柱体状和锥体状上下两部分无间隙连接而成，其下部接物料导入管道，在物料导入管道上装有耐腐蚀材料制成的球阀控制开关（7）；在反应釜体密封盖（5）左端设置有一孔，类漏斗状物料导入装置（8）的导入管道插入孔中伸进反应腔室，其周边用硅胶双O型圈密封；压力传感器（12）用管线连接反应釜体密封盖（5）上并导入反应腔室上方；注气增压装置（13）用螺纹连接方式安装在反应釜体密封盖（5）右端盖上。

2.根据权利要求1所述化学反应釜，其特征是：反应釜体外壳（3）由高强度不锈钢制成；反应釜体内衬（4）由聚四氟乙烯制成的耐高温内衬；反应釜体密封盖（5）由高强度不锈钢制成，在反应釜体密封盖（5）内垫有材质柔软的耐高温高压、耐腐蚀硅胶密封圈。

3.根据权利要求1所述化学反应釜，其特征是：旋入式活塞推进结构（9）上带有旋入螺纹圈数的精密刻度；带开关式量筒（10）是由带刻度玻璃制成。

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