CN205638424U - 一种高温高压可视模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

提供一种高温高压可视模拟实验装置，可以克服现有技术的不足，使得更薄更大的玻璃做成的可视模型的实验能够顺利进行，解决采用不适合人工操作介质进行实验的难题。通入环压介质的第一通道，与上环压腔、下环压腔均连通。上环压腔和下环压腔的压力保持相等，从而保证了实验时形成可视模型的玻璃不会产生翘曲变形，避免了因变形导致的玻璃破裂，以及上下玻璃变形不一致导致的实验流体泄漏到环腔中的隐患，保证了实验的顺利进行。实验过程中，保持上下环压腔的压力高于可视模型内部的压力，保证了可视模型上下玻璃始终处于贴紧状态，保证了其密封效果。

Description

一种高温高压可视模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及试验设备技术领域，具体讲是一种高温高压可视模拟实验装置。

背景技术

采用可视化模拟模拟实验装置模拟地下油藏，研究其机理是目前通用的方式。可视模型一般由两层玻璃组成，玻璃中间刻蚀模拟地层中岩砾缝隙的孔道，向孔道中通入流体，用于模拟地层中油气流动和反应，通过观察流体的状态可以间接了解地层中的油气运行状态。授权公告号为CN 103216222 B的发明专利《一种模拟微生物驱油的高温高压可视化装置以及模拟方法》提出了一种高温高压微观实验系统，其核心是模型夹持器，通过缸体、上密封盖、下密封盖、上石英玻璃、下石英玻璃给微观可视模型提供模拟高压和恒温的实验环境，具有良好的实验效果，目前已在实验现场得以使用。随着对研究的深入，目前使用已显示出不足。这种装置在微观可视模型的面积较小，玻璃较厚时能够满足要求；而为了模拟更复杂的工艺，实验要求采用更大的玻璃，为了提高可视效果，目前微观可视模型采用的玻璃更薄，这样在进行实验时，玻璃上方所施加的环压易使玻璃产生较大变形，导致破裂；上下方玻璃的变形不一致，也使得两玻璃之间产生缝隙，导致实验流体泄漏到环腔中使得实验失败；周边固定不足也易使得上下玻璃产生移位，影响实验环境的成功模拟。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高温高压可视模拟实验装置，可以克服现有技术的不足，使得更薄更大的玻璃做成的可视模型的实验能够顺利进行。

本实用新型的技术方案是：一种高温高压可视模拟试验装置，包括上密封盖、上透明视窗、缸体、下密封盖、下透明视窗、可视模型，上透明视窗安装在上密封盖上，下透明视窗安装在下密封盖上，上密封盖安装在缸体上方，下密封盖安装在缸体下方，所述缸体内壁中部设置有台阶，所述可视模型安放在台阶上，透过上透明视窗和下透明视窗可以观察到可视模型的情况；缸体设置有实验流体流入通道和实验流体流出通道，所述实验流体流入通道和实验流体流出通道分别连接可视模型的两侧；所述上密封盖、上透明视窗、缸体和可视模型上表面之间形成上环压腔，所述下密封盖、下透明视窗、缸体和可视模型下表面之间形成下环压腔；缸体还设置有第一通道，所述第一通道一端与缸体外连通，另一端与上环压腔连通；其特征在于：所述第一通道还与下环压腔连通。

第一通道还与下环压腔连通，在进行试验时，上环压腔和下环压腔的压力保持相等，从而保证了实验时形成可视模型的玻璃不会产生翘曲变形，避免了因变形导致的玻璃破裂，以及上下玻璃变形不一致导致的实验流体泄漏到环腔中的隐患，保证了实验的顺利进行。

进一步的，实验过程中保持上环压腔和下环压腔的压力P大于可视模型内部流体的压力P1，可以保证组成可视模型的玻璃因为压力差的作用相互紧贴，防止了泄漏发生。

所述缸体上还设置有第二通道，所述第二通道一端与缸体外连通，另一端与下环压腔连通。可以作为对介质的温度、压力等状态进行取样测量的途径。

所述上密封盖设置有第三通道，所述第三通道一端与上密封盖外连通，另一端连通上环压腔的最上端。通过第一通道向上环压腔加压或通入环压介质时，驱赶气体向上流动，并由第三通道排空；从而保证了上环压腔充满环压介质，提高了实验效果。

为了避免实验过程中可视模型产生移位，所述安放可视模型台阶上方缸体的内腔形状与可视模型的形状相同，可视模型嵌入所述内腔中。内腔对模型起了限位作用，避免了其移位。

为了避免实验过程中可视模型产生移位，也可以在所述可视模型上方设置压紧块,所述压紧块下表面与可视模型接触，上表面与上密封盖接触。压紧块不仅仅能够能够限制可视模型移位，也能对可视模型边缘压紧，从而提高密封效果；通过更换不同厚度的压紧块，可以实现不同厚度的可视模型进行实验。

所述压紧块一个较佳的实施方式是：所述压紧块由上压紧块和下压紧块组成，上压紧块的材质是紫铜，下压紧块的材质是聚四氟乙烯。压紧块分成两个部分，方便进行调整，下压紧块的材质选用聚四氟乙烯，有利于保护可视模型，上压紧块的材质选用紫铜，便于通过上密封盖、下压紧块对可视模型施加压紧力。

为了模拟地层下的高温环境，所述缸体外围设置加热套，所述加热套由保温材料包裹。采用这种方式，可以方便的直接对模型和介质加热，模拟地层下的情况。

设置了加热套和保温材料后，如果象背景技术的实现方式将通道口设置在侧面，向可视模型内部通入流体、向上下环压腔内通入介质的管路势必要穿过加热套和保温材料，不仅加热套和保温材料设置不便，管路一旦泄漏将会渗透到加热套或保温材料中，从而破坏加热套和保温材料，为了避免这种情况的发生，所述第二通道和第三通道的出口设置在上方或下方，不通过加热套和保温材料。通道口设置在上方或下方，不仅避免了管路泄漏可能导致的故障，也方便了布管。

本实用新型还提供使用高温高压可视模拟试验装置进行实验的方法，包括如下步骤：

（1）向下环压腔加入环压液体，放入可视模型，向上环压腔加入环压液体；

（2）通过第一通道提高上环压腔和下环压腔的压力P，使之高于可视模型内部的压力P1；

（3）向可视模型内部通入实验流体进行实验，实验过程中保持上环压腔和下环压腔的压力P大于可视模型内部流体的压力P1。

实验过程中保持上环压腔和下环压腔的压力P大于可视模型内部流体的压力P1，可以保证组成可视模型的玻璃因为压力差的作用相互紧贴，防止了泄漏发生。

采用本发明的高温高压可视模拟试验装置，可以采用更大、更薄的玻璃构建可视模型，进而可以模拟更复杂的工艺。

附图说明

图1是本实用新型的高温高压可视模拟试验装置一个实施例的通过轴线的剖视图。

图2是图1中高温高压可视模拟试验装置另一个方向通过轴线的剖视图。

图3是图2中高温高压可视模拟试验装置的局部放大图。

具体实施方式

结合附图1、图2、图3说明高温高压可视模拟试验装置的一种实施方式。

如图1所示，本实用新型的高温高压可视模拟试验装置包括上密封盖1、上透明视窗2、缸体3、下密封盖4、下透明视窗5、可视模型6，上透明视窗2安装在上密封盖上1，下透明视窗5安装在下密封盖4上，上密封盖4安装在缸体3上方，下密封盖4安装在缸体3下方，缸体3内壁中部设置有台阶，可视模型6安放在台阶上，透过上透明视窗2和下透明视窗5可以观察到可视模型6的情况；缸体3设置有实验流体流入通道和实验流体流出通道，所述实验流体流入通道和实验流体流出通道分别连接可视模型的两侧；实验流体流入通道在缸体3上的入口31设置在缸体3下方，实验流体流出通道在缸体3的出口32设置在缸体3下方的另一侧；上密封盖1、上透明视窗2、缸体3和可视模型6上表面之间形成上环压腔a，下密封盖4、下透明视窗5、缸体3和可视模型6下表面之间形成下环压腔b。

图2是高温高压可视模拟试验装置在另一个方向通过轴线的剖视图，能够显示在图1中无法显示的第一、二、三通道；如图2所示，缸体3还设置有第一通道，所述第一通道一端与缸体3外连通，另一端与上环压腔a连通；所述第一通道还设置旁路，所述旁路与下环压腔b连通。缸体3上还设置有第二通道，所述第二通道一端与缸体3外连通，另一端与下环压腔b连通。

由图2、3所示，第一通道在缸体3的入口33设置在缸体3下方，通向上环压腔a的出口34设置在缸体3内壁侧面，通向下环压腔b的出口35设置在缸体3内部侧面。上密封盖1设置有第三通道，第三通道一端与上密封盖1外连通，另一端连通上环压腔a，第三通道通往外部的出口11设置在上密封盖1的上方，通往上环压腔a的开口12设置在上环压腔b的最上端。

通道口设置在上方或下方，不仅避免了管路泄漏可能导致的故障，也方便了布管。避免了管路一旦泄漏将会渗透到加热套或保温材料中，从而破坏加热套和保温材料的可能发生。

由图2、3所示，安放可视模型台阶上方缸体3的内腔形状与可视模型6的形状相同，可视模型6嵌入缸体3内腔中。可视模型6上方设置压紧块9,所述压紧块9下表面与可视模型6接触，上表面与上密封盖1接触。所述压紧块9由上压紧块91和下压紧块92组成，上压紧块91的材质是紫铜，下压紧块92的材质是聚四氟乙烯。与可视模型6形状相同的内腔对模型起了限位作用，避免了其移位。压紧块不仅仅能够能够限制可视模型移位，也能对可视模型边缘压紧，从而提高密封效果；通过更换不同厚度的压紧块，可以实现不同厚度的可视模型进行实验。下压紧块的材质选用聚四氟乙烯，有利于保护可视模型，上压紧块的材质选用紫铜，便于通过上密封盖、下压紧块对可视模型施加压紧力。

所述缸体3外围设置加热套10，所述加热套10由保温材料包裹。采用这种方式，可以方便的直接对模型和介质加热，模拟地层下的情况。

使用本实施例中的高温高压可视模拟试验装置进行实验时，采用如下步骤：

（1）向下环压腔b加入环压液体，放入可视模型在台阶上，向上环压腔a通入环压液体；

（2）通过第一通道提高上环压腔a和下环压腔b的压力P，可视模型内部的压力P1维持大气压，使得0.2MPa≤P-P1≤0.7MPa。；

（3）向可视模型内部通入实验流体进行实验，实验过程中保持上环压腔a和下环压腔b的压力0.2MPa≤P-P1≤0.7MPa。

第（2）、（3）步中，环压液体在下环压腔b驱赶空气由开口37进入第二通道，从开口36流出。上环压腔和下环压腔的压力P大于可视模型内部流体的压力P1，可以保证组成可视模型的玻璃因为压力差的作用相互紧贴，防止了泄漏发生。第一通道还与下环压腔连通，在进行试验时，上环压腔和下环压腔的压力保持相等，从而保证了实验时形成可视模型的玻璃不会产生翘曲变形，避免了因变形导致的玻璃破裂，以及上下玻璃变形不一致导致的实验流体泄漏到环腔中的隐患，保证了实验的顺利进行。在尚未开始实验时便提高上环压腔和下环压腔的压力，可以使得可视模型上下玻璃预先贴紧密封，保证了实验开始前可视模型内部与上、下环压腔隔离，介质液体不至于进入可视模型而污染模型。0.2MPa≤P-P1≤0.7MPa,既保证了玻璃贴紧密封，压力也不至于过大破坏玻璃。

由于上下环压腔内部的压力相同，可视模型上下不具有压力差，可视模型不至于产生变形或翘曲，从而可以采用更大、更薄的玻璃构建可视模型，进而可以模拟更复杂的工艺。

Claims (8)

1.一种高温高压可视模拟试验装置，包括上密封盖、上透明视窗、缸体、下密封盖、下透明视窗、可视模型，上透明视窗安装在上密封盖上，下透明视窗安装在下密封盖上，上密封盖安装在缸体上方，下密封盖安装在缸体下方，所述缸体内壁中部设置有台阶，所述可视模型安放在台阶上，透过上透明视窗和下透明视窗可以观察到可视模型的情况；缸体设置有实验流体流入通道和实验流体流出通道，所述实验流体流入通道和实验流体流出通道分别连接可视模型的两侧；所述上密封盖、上透明视窗、缸体和可视模型上表面之间形成上环压腔，所述下密封盖、下透明视窗、缸体和可视模型下表面之间形成下环压腔；缸体还设置有第一通道，所述第一通道一端与缸体外连通，另一端与上环压腔连通；其特征在于：所述第一通道还与下环压腔连通。

2.根据权利要求1所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述安放可视模型台阶上方缸体的内腔形状与可视模型的形状相同，可视模型嵌入所述内腔中。

3.根据权利要求1或2所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述可视模型上方设置压紧块,所述压紧块下表面与可视模型接触，上表面与上密封盖接触。

4.根据权利要求3所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述压紧块由上压紧块和下压紧块组成，上压紧块的材质是紫铜，下压紧块的材质是聚四氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述缸体上还设置有第二通道，所述第二通道一端与缸体外连通，另一端与下环压腔连通。

6.根据权利要求1所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述上密封盖设置有第三通道，所述第三通道一端与上密封盖外连通，另一端连通上环压腔的最上端。

7.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述缸体外围设置加热套，所述加热套由保温材料包裹。

8.根据权利要求7所述的高温高压可视模拟试验装置，其特征在于：所述第一通道、第二通道和第三通道中的任一项或全部的出口设置在上方或下方，不通过加热套和保温材料。