CN216894374U - 一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，包括保温箱、盐穴储气库模拟容器和空气驱动机构，第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器上设置有模拟采气机构，第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器之间设置有连通管，第一盐穴储气库模拟容器上和第二盐穴储气库模拟容器上设置有温度传感器，连通管上设置有第一压力表、连通阀门、卤水流量计和第二压力表，第一模拟采气机构和第二模拟采气机构上设置有压力流量传感器组。本实用新型设计合理，实现卤水补偿盐穴储气库循环模拟试验，且能在卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数，提高了储气库利用效率。

Description

一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置

技术领域

本实用新型属于地下盐穴储气库技术领域，尤其是涉及一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置。

背景技术

盐穴储气库是目前压缩空气储能的首选空间。在盐穴储气库运行过程中需要留有垫气维持最小运行压力，保证盐穴围岩的稳定性，这部分垫气占盐穴储气库的库容45％左右，在盐穴储气库运营期间无法利用，降低了盐穴储气库运行的经济效益。目前虽然有开展关于盐穴储气库垫气利用的研究，但没有相关卤水补偿盐穴储气库的模拟实验装置，也不能有效地观察卤水补偿储气库运行过程中饱和卤水和压缩空气相互驱替现象，从而不能很好地获得卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其结构简单，设计合理且操作便捷，实现卤水补偿盐穴储气库循环模拟试验，且能在卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数，提高了储气库利用效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：包括保温箱、设置在所述保温箱中的第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器，以及与第一盐穴储气库模拟容器连接的第一空气驱动机构和与所述第二盐穴储气库模拟容器连接的第二空气驱动机构，所述第一盐穴储气库模拟容器上设置有第一模拟采气机构，所述第二盐穴储气库模拟容器上设置有第二模拟采气机构；

所述第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器之间设置有连通管；

所述第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器中设置有饱和卤水，所述连通管连接于第一盐穴储气库模拟容器侧面底部进出口处和所述第二盐穴储气库模拟容器侧面底部进出口处，所述第一盐穴储气库模拟容器侧面底部进出口处设有第一滤网，所述第一盐穴储气库模拟容器上设置有第一温度传感器，所述第二盐穴储气库模拟容器侧面底部进出口处设有第二滤网，所述第二盐穴储气库模拟容器上设置有第二温度传感器；

所述连通管上设置有第一压力表、连通阀门、卤水流量计和第二压力表，所述第一模拟采气机构上设置有第一压力流量传感器组，所述第二模拟采气机构上设置有第二压力流量传感器组。

上述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一模拟采气机构包括第一储气罐和设置在所述第一储气罐与第一盐穴储气库模拟容器之间的第一采气管道，所述第一采气管道上设置有第一阀门和第一调节阀，所述第一压力流量传感器组包括第三压力表、第一气体流量计和第四压力表。

上述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第二模拟采气机构包括第二储气罐和设置在所述第二储气罐与第二盐穴储气库模拟容器之间的第二采气管道，所述第二采气管道上设置有第二阀门和第二调节阀，所述第二压力流量传感器组包括第五压力表、第二气体流量计和第六压力表。

上述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一盐穴储气库模拟容器中设置有第一液位传感器，所述第二盐穴储气库模拟容器中设置有第二液位传感器。

上述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一空气驱动机构包括第一空气罐、第一增压泵和设置在所述第一空气罐与第一增压泵之间的第一连接管道，以及设置在第一增压泵与第一盐穴储气库模拟容器之间的第二连接管道，所述第二连接管道上设置有第一卤水补偿阀门。

上述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第二空气驱动机构包括第二空气罐、第二增压泵和设置在所述第二空气罐与第二增压泵之间的第三连接管道，以及设置在第二增压泵与第二盐穴储气库模拟容器之间的第四连接管道，所述第四连接管道上设置有第二卤水补偿阀门。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型设置保温箱，是为第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器提供模拟试验所需的恒温环境，以使第一盐穴储气库模拟容器和第二盐穴储气库模拟容器所处的腔体温度满足需要模拟的盐穴储气库地层温度。

2、本实用新型设置第一空气驱动机构和第一模拟采气机构与第一盐穴储气库模拟容器连接，设置第二空气驱动机构和第二模拟采气机构与第二盐穴储气库模拟容器连接，是为了通过第一空气驱动机构，以使第一盐穴储气库模拟容器为第二盐穴储气库模拟容器进行卤水补偿，而使第二盐穴储气库模拟容器进行采气模拟；或者通过第二空气驱动机构，以使第二盐穴储气库模拟容器为第一盐穴储气库模拟容器进行卤水补偿，而使第一盐穴储气库模拟容器进行采气模拟，实现卤水补偿盐穴储气库循环模拟试验，且通过卤水补偿盐穴储气库采气，提高了储气库利用效率。

3、本实用新型第一模拟采气机构上设置第一压力流量传感器组，第二模拟采气机构上设置第二压力流量传感器组，连通管上设置卤水流量计，实现在卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理且操作便捷，实现卤水补偿盐穴储气库循环模拟试验，且能在卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数，提高了储气库利用效率。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—第一盐穴储气库模拟容器； 2—第二盐穴储气库模拟容器；

3—第一温度传感器； 4—第二温度传感器；

5—第一滤网； 6—第二滤网；

7—第一压力表； 8—连通阀门； 9—卤水流量计；

10—第二压力表； 11—第一储气罐； 12—第二储气罐；

13—第一阀门； 14—第三压力表； 15—第一增压泵；

16—第一调节阀； 17—第一气体流量计； 18—第四压力表；

19—第六压力表； 20—第二气体流量计； 21—第二调节阀；

22—第二增压泵； 23—第五压力表； 24—第二阀门；

25—采集器； 26—保温箱； 27—第一液位传感器；

28—第二液位传感器； 29—连通管； 30—第一卤水补偿阀门；

31—第一空气罐； 33—第二卤水补偿阀门；

34—第二空气罐。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括保温箱26、设置在所述保温箱26中的第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2，以及与第一盐穴储气库模拟容器1连接的第一空气驱动机构和与所述第二盐穴储气库模拟容器2连接的第二空气驱动机构，所述第一盐穴储气库模拟容器1上设置有第一模拟采气机构，所述第二盐穴储气库模拟容器2上设置有第二模拟采气机构；

所述第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2之间设置有连通管29；

所述第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2中设置有饱和卤水，所述连通管29连接于第一盐穴储气库模拟容器1侧面底部进出口处和所述第二盐穴储气库模拟容器2侧面底部进出口处，所述第一盐穴储气库模拟容器1侧面底部进出口处设有第一滤网5，所述第一盐穴储气库模拟容器1上设置有第一温度传感器3，所述第二盐穴储气库模拟容器2侧面底部进出口处设有第二滤网6，所述第二盐穴储气库模拟容器2上设置有第二温度传感器4；

所述连通管29上设置有第一压力表7、连通阀门8、卤水流量计9和第二压力表10，所述第一模拟采气机构上设置有第一压力流量传感器组，所述第二模拟采气机构上设置有第二压力流量传感器组。

本实施例中，所述第一模拟采气机构包括第一储气罐11和设置在所述第一储气罐11与第一盐穴储气库模拟容器1之间的第一采气管道，所述第一采气管道上设置有第一阀门13和第一调节阀16，所述第一压力流量传感器组包括第三压力表14、第一气体流量计17和第四压力表18。

本实施例中，所述第二模拟采气机构包括第二储气罐12和设置在所述第二储气罐12与第二盐穴储气库模拟容器2之间的第二采气管道，所述第二采气管道上设置有第二阀门24和第二调节阀21，所述第二压力流量传感器组包括第五压力表23、第二气体流量计20和第六压力表19。

本实施例中，所述第一盐穴储气库模拟容器1中设置有第一液位传感器27，所述第二盐穴储气库模拟容器2中设置有第二液位传感器28。

本实施例中，所述第一空气驱动机构包括第一空气罐31、第一增压泵15和设置在所述第一空气罐31与第一增压泵15之间的第一连接管道，以及设置在第一增压泵15与第一盐穴储气库模拟容器1之间的第二连接管道，所述第二连接管道上设置有第一卤水补偿阀门30。

本实施例中，所述第二空气驱动机构包括第二空气罐34、第二增压泵22和设置在所述第二空气罐34与第二增压泵22之间的第三连接管道，以及设置在第二增压泵22与第二盐穴储气库模拟容器2之间的第四连接管道，所述第四连接管道上设置有第二卤水补偿阀门33。

本实施例中，第一温度传感器3和第二温度传感器4均可参考YSAT01B温度传感器，其具有RS485接口。

本实施例中，第一液位传感器27和第二液位传感器28均可参考CYW31水位计液位传感器，其具有RS485接口。

本实施例中，第一压力表7、第二压力表10、第三压力表14、第四压力表18、第五压力表23和第六压力表19均可参考数显压力表，其具有RS485接口。

本实施例中，第一气体流量计17、第二气体流量计20和卤水流量计9均可参考电磁流量计，其具有RS485接口。

本实施例中，实际使用时，所述第一温度传感器3、第二温度传感器4、第一液位传感器27、第二液位传感器28、第一压力表7、第二压力表10、第三压力表14、第四压力表18、第五压力表23、第六压力表19，以及第一气体流量计17、第二气体流量计20和卤水流量计9均与采集器25连接。

本实施例中，实际使用时，采集器25为微控制器，例如单片机、ARM微控制器等；或者采集器25为PC机。

本实施例中，设置保温箱26，是为第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2提供模拟试验所需的恒温环境，以使第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2所处的腔体温度满足需要模拟的盐穴储气库地层温度。

本实施例中，设置第一温度传感器3和第二温度传感器4，是为了在卤水补偿盐穴储气库模拟试验过程中，通过第一温度传感器3和第二温度传感器4分别对第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2所处腔体体内的温度进行检测，以使保温箱26内的温度准确满足需要模拟的盐穴储气库地层温度。

本实施例中，实际使用时，所述第一盐穴储气库模拟容器1和第二盐穴储气库模拟容器2中还填充有模拟沉渣，即盐矿夹层中的不溶矿物，例如石膏、硬石膏，钙芒硝等沉渣。

本实施例中，实际使用时，饱和卤水和模拟沉渣在容器内所占比例根据所模拟的储气库腔体内条件设置，模拟沉渣根据所模拟储气库的地质条件选择，采用饱和卤水进行模拟实验目的是不考虑运行过程中盐岩溶解所带来的储气库体积变化。

本实施例中，实际使用时，所述第一滤网5和第二滤网6用于防止储气库模拟运行过程中模拟沉渣随饱和卤水流出堵塞连通管道29，且滤网孔径不易过小以免影响饱和卤水流动。

本实施例中，实际使用时，设置第一调节阀16，是为了调节第一盐穴储气库模拟容器1输送的气体流量；设置第二调节阀21，是为了调节第二盐穴储气库模拟容器2输送的气体流量。

本实用新型具体使用时，操作第一卤水补偿阀门30、连通阀门8、第二阀门24打开，第一增压泵15工作，第一空气罐31中的空气通过第一连接管道、第一增压泵15加压和第二连接管道后注入第一盐穴储气库模拟容器1，加压空气驱动第一盐穴储气库模拟容器1中的饱和卤水通过连通管29注入第二盐穴储气库模拟容器2中，饱和卤水驱动第二盐穴储气库模拟容器2中的空气通过第二采气管道进入第二储气罐12中，此时第二盐穴储气库模拟容器2模拟放气，在第二盐穴储气库模拟容器2模拟放气过程中，第六压力表19实时检测第二盐穴储气库模拟容器2中井口的压力，第五压力表23实时检测第二储气罐12的压力，第二气体流量计20实时检测第二盐穴储气库模拟容器2输送的气体流量；当第二液位传感器28监测到卤水水位上升到最大液位时，第一卤水补偿阀门30、连通阀门8、第二阀门24断开，卤水停止补偿驱动气体输出模拟，第一盐穴储气库模拟容器1充气结束；

或者操作第二卤水补偿阀门33、连通阀门8、第一阀门13打开，第二增压泵22工作，第二空气罐34中的空气通过第三连接管道、第二增压泵22加压和第四连接管道后注入第二盐穴储气库模拟容器2，加压空气驱动第二盐穴储气库模拟容器2中的饱和卤水通过连通管29注入到第一盐穴储气库模拟容器1中，饱和卤水驱动第一盐穴储气库模拟容器1中的空气通过第一采气管道进入第一储气罐11中，此时第一盐穴储气库模拟容器1模拟放气，在第一盐穴储气库模拟容器1模拟放气过程中，第四压力表18实时检测第一盐穴储气库模拟容器1中井口的压力，第三压力表14实时检测第一储气罐11的压力，第一气体流量计17实时检测第一盐穴储气库模拟容器1输送的气体流量；当第一液位传感器27监测到卤水水位上升到最大液位时，第二卤水补偿阀门33、连通阀门8、第一阀门13断开，卤水停止补偿驱动气体输出模拟；

在饱和卤水通过连通管29的过程中，通过第一压力表7和第二压力表10获取注水压力，通过卤水流量计9获取卤水流量。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理且操作便捷，实现卤水补偿盐穴储气库循环模拟试验，且能在卤水补偿盐穴储气库过程中动态获取储气库的井口压力、气体流量和卤水补偿流量参数，提高了储气库利用效率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：包括保温箱(26)、设置在所述保温箱(26)中的第一盐穴储气库模拟容器(1)和第二盐穴储气库模拟容器(2)，以及与第一盐穴储气库模拟容器(1)连接的第一空气驱动机构和与所述第二盐穴储气库模拟容器(2)连接的第二空气驱动机构，所述第一盐穴储气库模拟容器(1)上设置有第一模拟采气机构，所述第二盐穴储气库模拟容器(2)上设置有第二模拟采气机构；

所述第一盐穴储气库模拟容器(1)和第二盐穴储气库模拟容器(2)之间设置有连通管(29)；

所述第一盐穴储气库模拟容器(1)和第二盐穴储气库模拟容器(2)中设置有饱和卤水，所述连通管(29)连接于第一盐穴储气库模拟容器(1)侧面底部进出口处和所述第二盐穴储气库模拟容器(2)侧面底部进出口处，所述第一盐穴储气库模拟容器(1)侧面底部进出口处设有第一滤网(5)，所述第一盐穴储气库模拟容器(1)上设置有第一温度传感器(3)，所述第二盐穴储气库模拟容器(2)侧面底部进出口处设有第二滤网(6)，所述第二盐穴储气库模拟容器(2)上设置有第二温度传感器(4)；

所述连通管(29)上设置有第一压力表(7)、连通阀门(8)、卤水流量计(9)和第二压力表(10)，所述第一模拟采气机构上设置有第一压力流量传感器组，所述第二模拟采气机构上设置有第二压力流量传感器组。

2.按照权利要求1所述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一模拟采气机构包括第一储气罐(11)和设置在所述第一储气罐(11)与第一盐穴储气库模拟容器(1)之间的第一采气管道，所述第一采气管道上设置有第一阀门(13)和第一调节阀(16)，所述第一压力流量传感器组包括第三压力表(14)、第一气体流量计(17)和第四压力表(18)。

3.按照权利要求2所述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第二模拟采气机构包括第二储气罐(12)和设置在所述第二储气罐(12)与第二盐穴储气库模拟容器(2)之间的第二采气管道，所述第二采气管道上设置有第二阀门(24)和第二调节阀(21)，所述第二压力流量传感器组包括第五压力表(23)、第二气体流量计(20)和第六压力表(19)。

4.按照权利要求1所述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一盐穴储气库模拟容器(1)中设置有第一液位传感器(27)，所述第二盐穴储气库模拟容器(2)中设置有第二液位传感器(28)。

5.按照权利要求1所述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第一空气驱动机构包括第一空气罐(31)、第一增压泵(15)和设置在所述第一空气罐(31)与第一增压泵(15)之间的第一连接管道，以及设置在第一增压泵(15)与第一盐穴储气库模拟容器(1)之间的第二连接管道，所述第二连接管道上设置有第一卤水补偿阀门(30)。

6.按照权利要求5所述的一种卤水补偿盐穴储气库动态模拟实验装置，其特征在于：所述第二空气驱动机构包括第二空气罐(34)、第二增压泵(22)和设置在所述第二空气罐(34)与第二增压泵(22)之间的第三连接管道，以及设置在第二增压泵(22)与第二盐穴储气库模拟容器(2)之间的第四连接管道，所述第四连接管道上设置有第二卤水补偿阀门(33)。

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