CN205138941U - 多相态co2对大岩样吸附解吸的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，包括气源供应系统、抽真空系统、恒压装置、加热装置、设置于加热装置内的样品室、手动计量泵和监控系统；所述气源供应系统包括CO2气瓶和液体CO2瓶，所述CO2气瓶、液体CO2瓶、抽真空系统通过四通阀合并连接到一根总管，该总管通过恒压装置与样品室连接；所述手动计量泵与样品室连接，用于为样品室内的样品施加围压与轴压；所述样品室内设置有若干传感器，所述若干传感器与监控系统连接；所述实验装置还包括缓冲器和气体增压装置，所述气体增压装置与缓冲器连接，所述缓冲器连接于液体CO2瓶与四通阀之间。本实用新型能够研究多相态CO2对大岩样的吸附解吸过程，并且能够研究不同相态的CO2对大岩样吸附解吸的影响规律。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，特别涉及超临界状态CO2以及多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置。
背景技术
CO2在温度为31.1℃和压力为7.38MPa以上时会达到超临界状态，简称SC-CO2，超临界CO2的性质介于气体和液体之间的，不仅有气体的低粘度性和易扩散性，同时还有液体的高密度性和溶解性好的特点，具有超强的流动性、渗透性和传递性。现阶段研究中一般都是单相气体进行岩样的吸附解吸实验，对多相或者超临界状态气体对岩样的吸附解吸实验装置缺乏。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，该装置能够模拟大岩样在不同相态的CO2的吸附解吸的过程，研究多相态CO2对大岩样吸附解析的影响；同时，也能模拟超临界状态下的CO2对大岩样的吸附解吸过程，得到多相态和超临界状态下的CO2对大岩样吸附解吸的规律。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，包括气源供应系统、抽真空系统4、恒压装置16、加热装置10、设置于加热装置内的样品室9、手动计量泵13和监控系统11；所述气源供应系统包括CO2气瓶1和液体CO2瓶2，所述CO2气瓶、液体CO2瓶、抽真空系统通过四通阀15合并连接到一根总管，该总管通过恒压装置16与样品室9连接；所述手动计量泵13与样品室连接，用于为样品室内的样品施加围压与轴压；所述样品室内设置有若干传感器14，所述若干传感器与监控系统连接；所述实验装置还包括缓冲器5和气体增压装置3，所述气体增压装置与缓冲器连接，所述缓冲器连接于液体CO2瓶与四通阀之间。
优选的，所述实验装置还包括配气瓶8，所述配气瓶的气体入口与总管连接，所述配气瓶的气体出口通过第一阀门17与恒压装置连接。
优选的，所述配气瓶设置于加热装置内。
优选的，连接所述缓冲器与四通阀的管道上设置压力表。
优选的，连接所述CO2气瓶与四通阀的管道上设置有减压阀6和压力表。
优选的，所述四通阀包括连接于CO2气瓶与总管间的气源供应阀门15-1、连接于缓冲器与总管间的缓冲器阀门15-2、连接于配气瓶与总管间的配气瓶阀门15-3和连接于抽真空系统与总管间的抽真空阀门15-4。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型进行多相态CO2大岩样吸附解吸实验，同时模拟了岩石在压力、温度、超临界CO2等条件下进行吸附解吸实验，通过实验数据可以得出在以上条件下岩样气体吸附解吸实验规律，为研究岩石在自然状态下的气体吸附解吸实验提供了可靠的实验平台和数据。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
图1为本实用新型恒温恒压下湿度对不同尺寸大岩样气体吸附解吸实验装置的结构示意图；
图中：1CO2气瓶，2液体CO2瓶，3气体增压装置，4抽真空系统，5缓冲器，6减压阀，7压力表，8配气瓶，9样品室，10加热装置，11监控系统，12第二阀门，13手动计量泵，14传感器，15四通阀门，15-1气源供应系统阀门，15-2缓冲容器阀门，15-3配气罐阀门，15-4抽真空系统阀门，16恒压装置，17第一阀门。
具体实施方式
以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，包括气源供应系统、抽真空系统4、恒压装置16、加热装置10、设置于加热装置内的样品室9、手动计量泵13和监控系统11；所述气源供应系统包括CO2气瓶1和液体CO2瓶2，所述CO2气瓶、液体CO2瓶、抽真空系统通过四通阀15(连接于CO2气瓶与总管间的气源供应阀门15-1、连接于缓冲器与总管间的缓冲器阀门15-2、连接于配气瓶与总管间的配气瓶阀门15-3和连接于抽真空系统与总管间的抽真空阀门15-4)合并连接到一根总管，该总管通过恒压装置16与样品室9连接；所述手动计量泵13与样品室连接，用于为样品室内的样品施加围压与轴压；所述样品室内设置有若干传感器14，该传感器可用于检测岩样的温度变化、应力变化、压力变化以及多相态气体浓度变化，所述若干传感器与监控系统连接；所述实验装置还包括缓冲器5和气体增压装置3，所述气体增压装置与缓冲器连接，所述缓冲器连接于液体CO2瓶与四通阀之间。
所述实验装置还包括配气瓶8，所述配气瓶的气体入口与总管连接，所述配气瓶的气体出口通过第一阀门17与恒压装置连接。
所述配气瓶设置于加热装置内，连接所述缓冲器与四通阀的管道上设置压力表，连接所述CO2气瓶与四通阀的管道上设置有减压阀6和压力表。在本实施例中，对配气瓶和样品室采用水浴加热的方式进行加热。
实验一、超临界CO2对大岩样的吸附解吸实验
多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验方法，包括以下步骤：S1.将样品装入样品室9，使用手动计量泵13对样品施加围压和轴压(轴压、围压大于气体压力0.5MPa)，检查装置气密性，待气密性符合实验要求后，关闭气源供应阀门15-1、缓冲器阀门15-2，打开配气瓶阀门15-3、抽真空阀门15-4、第一阀门17，对实验装置进行抽真空，真空度为-0.08MPa，一段时间后(一般为4h)，关闭配气瓶阀门15-3、抽真空阀门15-4、第一阀门17，打开缓冲器阀门15-2，向缓冲器5里面通入液态CO2，待压力表数值达到实验所需压力，打开配气瓶阀门15-3，向配气瓶8通入一定量的CO2，并保持试验设定压力；
S2.采用加热装置10对配气瓶8和样品室9进行加热，待加热装置的温度和样品室内样品达到试验温度，打开第一阀门17，向恒压装置16及样品室9进行恒压通气，使其样品吸附足够的时间(一般为8h)，待气体体积变化基本稳定，观察恒压装置16的气体体积变化量，记录其体积变化值V1；
S3.改变恒压装置16的气体压力，重复步骤S2，依次进行吸附试验设定压力点，并记录每个压力点吸附平衡时气体体积的变化量；(试验期间要注意恒压装置16中的气体量，如若气量不足，应及时补充气体)
S4.待吸附试验完成后进行解吸试验，调节恒压装置16的气体压力至解吸试验设定压力，联通恒压装置16和样品室9，进行解吸试验，待气体体积变化基本稳定，观察气体恒压装置16的气体体积变化量，记录其体积变化值V1’；
S5.改变恒压装置16的气体压力，重复步骤S4，依次进行解吸试验设定压力点，并记录每个压力点解吸平衡时气体体积的变化量；
S6.如此逐步变大岩心尺寸，每个尺寸岩样重复进行步骤S1～S5，直到完成试验所设计的所有尺寸。
整个吸附解吸过程中通过传感器14传递给气体吸附解吸数据监控系统11的数据分析，可以获得超临界状态CO2对大岩样的吸附解吸变化规律。
实验二、多相态CO2对大岩样的吸附解吸实验
一种多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置进行实验的方法，包括以下步骤：
S1.将岩心样品装入样品室9，使用手动计量泵13对样品施加围压和轴压，检查装置气密性，待气密性符合实验要求后，关闭气源供应阀门15-1、缓冲器阀门15-2，打开配气瓶阀门15-3、抽真空阀门15-4、第一阀门17，对系统进行抽真空，一段时间后，关闭配气瓶阀门15-3、抽真空阀门15-4、第一阀门17，打开缓冲器阀门15-2，向缓冲器5里面通入液态CO2，待压力表数值达到实验所需压力，打开气源供应阀门15-1和减压阀6，待压力表7达到实验设定的压力时，打开配气瓶阀门15-3，向配气瓶8通入一定量的多相态CO2，并保持试验设定压力；
S2.采用加热装置10对配气瓶8和样品室9进行加热，待加热装置的温度和样品室内样品达到试验温度，打开第一阀门17，向恒压装置16及样品室9进行恒压通气，使其样品吸附足够的时间，待气体体积变化基本稳定，观察恒压装置16的气体体积变化量，记录其体积变化值V2；
S3.改变恒压装置16的气体压力，重复步骤S2，依次进行吸附试验设定压力点，并记录每个压力点吸附平衡时气体体积的变化量；
S4.待吸附试验完成后进行解吸试验，调节恒压装置16的气体压力至解吸试验设定压力，联通恒压装置16和样品室9，进行解吸试验，待气体体积变化基本稳定，观察气体恒压装置16的气体体积变化量，记录其体积变化值V2’；
S5.改变恒压装置16的气体压力，重复步骤S4，依次进行解吸试验设定压力点，并记录每个压力点解吸平衡时气体体积的变化量；
S6.如此逐步变大岩心样品尺寸，每个尺寸岩样重复进行步骤S1～S5，直到完成试验所设计的所有尺寸。
整个吸附解吸过程中通过传感器14传递给气体吸附解吸数据监控系统11的数据分析，可以获得超临界状态CO2对大岩样的吸附解吸变化规律。
本实用新型进行多相态CO2大岩样吸附解吸实验，同时模拟了岩石在压力、温度、超临界CO2等条件下进行吸附解吸实验，通过实验数据可以得出在以上条件下岩样气体吸附解吸实验规律，为研究岩石在自然状态下的气体吸附解吸实验提供了可靠的实验平台和数据。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：包括气源供应系统、抽真空系统、恒压装置(16)、加热装置(10)、设置于加热装置内的样品室(9)、手动计量泵(13)和监控系统(11)；所述气源供应系统包括CO2气瓶(1)和液体CO2瓶(2)，所述CO2气瓶、液体CO2瓶、抽真空系统通过四通阀(15)合并连接到一根总管，该总管通过恒压装置(16)与样品室(9)连接；所述手动计量泵(13)与样品室连接，用于为样品室内的样品施加围压与轴压；所述样品室内设置有若干传感器(14)，所述若干传感器与监控系统连接；所述实验装置还包括缓冲器(5)和气体增压装置(3)，所述气体增压装置与缓冲器连接，所述缓冲器连接于液体CO2瓶与四通阀之间。
2.根据权利要求1所述的多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：所述实验装置还包括配气瓶(8)，所述配气瓶的气体入口与总管连接，所述配气瓶的气体出口通过第一阀门(17)与恒压装置连接。
3.根据权利要求2所述的多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：所述配气瓶设置于加热装置内。
4.根据权利要求3所述的多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：连接所述缓冲器与四通阀的管道上设置压力表。
5.根据权利要求4所述的多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：连接所述CO2气瓶与四通阀的管道上设置有减压阀(6)和压力表。
6.根据权利要求5所述的多相态CO2对大岩样吸附解吸的实验装置，其特征在于：所述四通阀包括连接于CO2气瓶与总管间的气源供应阀门(15-1)、连接于缓冲器与总管间的缓冲器阀门(15-2)、连接于配气瓶与总管间的配气瓶阀门(15-3)和连接于抽真空系统与总管间的抽真空阀门(15-4)。
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