CN219978144U - 一种co2与原油的混相压力可视化测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种CO2与原油的混相压力可视化测试系统，包括气体量化注入系统、液体注入系统、观测窗、压力控制系统和抽真空装置，气体量化注入系统包括上下游依次设置的气瓶、流量计、气体增压泵和第一活塞容器；观测窗两侧面分别设置光源和摄像机；压力控制系统包括背压控制装置和手动泵，背压控制装置设置在观测窗的出口端和入口端。本实用新型的观测窗可以直观观测并记录混相过程，第四活塞容器中的搅拌装置可以使得原油和降低混相压力的药剂充分混合从而避免测试误差；控温箱和背压阀可以对温度和压力精准控制从而使得测试结果计量更准确；安全阀可以对测试过程进行更好地控制，减少了安全隐患，给混相压力测试研究开展带来极大方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及CO2与原油等混相压力测试及油气开采技术领域，尤其涉及一种CO2与原油的混相压力可视化测试系统。
背景技术
混相压力可视化测试系统主要用于测试气体与原油的最低混相压力，一般通过室内实验测试CO2与原油的最低混相压力。现有的同类系统没有考虑降低混相压力的药剂等对降低混相压力效果的影响，不能精准控制温度和压力给测试过程带来的较大误差。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本实用新型的实施例提出一种CO2与原油的混相压力可视化测试系统。
本实用新型提出了一种CO2与原油的混相压力可视化测试系统，包括：
气体量化注入系统，所述气体量化注入系统包括上下游依次设置的气瓶、流量计和第一活塞容器，所述流量计设置在所述气瓶的出口管线上，所述第一活塞容器设置在所述流量计出口管线的支路上；
液体注入系统，所述液体注入系统包括并联设置的第二活塞容器、第三活塞容器和第四活塞容器，所述第四活塞容器内部设置搅拌装置；
设置在所述气体量化注入系统和所述液体注入系统下游的观测窗，所述观测窗两侧面分别设置光源和摄像机；
压力控制系统，所述压力控制系统包括背压控制装置和手动泵，所述背压控制装置设置在所述观测窗的出口端和入口端；
控温箱，所述控温箱设置在所述第一活塞容器、所述第二活塞容器、所述第三活塞容器、所述第四活塞容器和所述观测窗外围；
抽真空装置，所述抽真空装置设置在所述观测窗入口管线的支路上。
在一些实施例中，所述流量计与所述第一活塞容器之间的管线上设置单向阀。
在一些实施例中，所述单向阀与所述第一活塞容器之间的管线上设置气体增压泵，所述气体增压泵一侧的输入端设置空压机。
在一些实施例中，所述第一活塞容器、第二活塞容器、第三活塞容器和第四活塞容器下部均连接注入泵。
在一些实施例中，所述注入泵的输入端连接水槽。
在一些实施例中，所述背压控制装置包括第一背压阀和第二背压阀，所述第一背压阀设置在所述观测窗入口端，所述第二背压阀设置在所述观测窗出口端。
在一些实施例中，所述手动泵的输出端连接缓冲罐，所述缓冲罐出口端通过管线分别连接所述第一背压阀和所述第二背压阀。
在一些实施例中，所述缓冲罐出口端与所述第一背压阀之间的管线上设置第一阀门，所述缓冲罐出口端与所述第二背压阀之间的管线上设置第二阀门。
在一些实施例中，所述第一活塞容器上部入口管线的支路上、所述第四活塞容器上部出口管线的支路上、所述观测窗出口管线的支路上和所述缓冲罐出口管线的支路上均设置安全阀。
在一些实施例中，所述第一活塞容器上部出口端、所述第四活塞容器上部出口端、所述观测窗出口端和所述缓冲罐出口端均设置压力计和温度计。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
本实用新型的观测窗可以直观观测并记录混相过程，第四活塞容器中的搅拌装置可以使得原油和降低混相压力的药剂充分混合从而避免测试误差；控温箱和背压阀可以对温度和压力精准控制从而使得测试结果计量更准确；安全阀可以对测试过程进行更好地控制，减少了安全隐患，给测试研究开展带来极大方便。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型CO2与原油的混相压力可视化测试系统示意图；
附图标记说明：
气瓶1、流量计2、单向阀3、气体增压泵4、第一安全阀5、空压机6、第一压力计7、第一温度计8、第一活塞容器9、第二活塞容器10、第三活塞容器11、第四活塞容器12、注入泵13、水槽14、第二安全阀15、第二压力计16、第二温度计17、第一阀门18、第二阀门19、缓冲罐20、手动泵21、第一背压阀22、第二背压阀23、第四安全阀24、光源25、摄像机26、观测窗27、第三安全阀28、第三压力计29、第三温度计30、抽真空装置31、控温箱32、第四压力计33、第四温度计34。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的CO2与原油的混相压力可视化测试系统。
如图1所示，本实用新型的新型CO2与原油的混相压力可视化测试系统，包括气体量化注入系统、液体注入系统、观测窗27、压力控制系统和抽真空装置31。
气体量化注入系统包括上下游依次设置的气瓶1、流量计2和第一活塞容器9，流量计2设置在气瓶1的出口管线上，第一活塞容器9设置在流量计2出口管线的支路上。流量计2与第一活塞容器9之间的管线上设置单向阀3。单向阀3与第一活塞容器9之间的管线上设置气体增压泵4，气体增压泵4一侧的输入端设置空压机6。
具体为，气体量化注入系统包括气瓶1、流量计2、气体增压泵4和第一活塞容器9，气瓶1、流量计2、气体增压泵4和第一活塞容器9上下游依次设置，气瓶1中放置进行混相压力测试的气体，在气瓶1的出口端设置流量计2，流量计2用于计量从气瓶1中流出的气体的量，气体增压泵4设置在流量计2的出口管线上，为了避免因气体高压作用造成的流量计2的损坏或测试误差，在流量计2和气体增压泵4之间的管线上设置单向阀3。第一活塞容器9设置在气体增压泵4出口管线的支路上，气瓶1中流出的气体经气体增压泵4增压后存储在第一活塞容器9中，第一活塞容器9上部出口端设置第一压力计7和第一温度计8，第一压力计7和第一温度计8用于测试从第一活塞容器9流出的气体的压力和温度。第一活塞容器9下部连接注入泵13，注入泵13的输入端连接水槽14，当需要供应气体时，利用注入泵13挤压第一活塞容器9，使得第一活塞容器9中的气体从第一活塞容器9上部出口端流出并进入观测窗27。第一活塞容器9具有计量刻度，利用流量计2计量从气瓶1中流出的气体总量，根据第一活塞容器9的刻度读数以及第一压力计7和第一温度计8的测试数据，依据克拉伯龙方程可以换算出完成气体供应后，第一活塞容器9中剩余的气体的量，用流量计2计量的气体总量减去第一活塞容器9中剩余的气体的量即为通入观测窗27的气体的量。
气体增压泵4主要用于气体的增压，设置在气体增压泵4一侧输入端的空压机6为气体增压泵4提供压缩空气，气体增压泵4使用压缩空气为动力源，以气体增压泵4为压力源，输出气体压力与驱动气源压力成比例。通过对驱动气源压力的调整，便能得到相应的增压后的气体压力。当驱动气源压力与增压后的气体压力平衡时，气体增压泵4便停止充压，输出气体压力也就稳定在预调的压力上，因而具有防爆、输出压力可调、体积小、重量轻、操作简单、性能可靠、适用范围广等特点。
在一些实施例中，第一活塞容器9上部入口管线的支路上设置第一安全阀5，当第一活塞容器9超压时自动泄压。
液体注入系统包括并联设置的第二活塞容器10、第三活塞容器11和第四活塞容器12，第四活塞容器12内部设置搅拌装置。第二活塞容器10、第三活塞容器11和第四活塞容器12下部均连接注入泵13，注入泵13的输入端连接水槽14。
具体为，第二活塞容器10和第三活塞容器11内分别放置原油和降低混相压力的药剂，第二活塞容器10和第三活塞容器11上部均连接第四活塞容器12上部，第四活塞容器12内部设置搅拌装置，第二活塞容器10、第三活塞容器11和第四活塞容器12下部均连接注入泵13。第二活塞容器10中的原油和第三活塞容器11中的降低混相压力的药剂在注入泵13作用下定量泵入第四活塞容器12，原油和降低混相压力的药剂在第四活塞容器12中充分搅拌混合，搅拌完成后的原油和降低混相压力的药剂的混合物在注入泵13作用下定量泵入下游的观测窗27，利用注入泵13计量泵入量。可以理解的是，通过改变第三活塞容器11中降低混相压力的药剂的种类和用量可以利用本系统考察不同药剂种类和用量对混相压力的影响。在进行混相压力测试中，若不考虑降低混相压力的药剂对混相压力的影响，即降低混相压力的药剂的比例为零时，则直接将第二活塞容器10中的原油定量泵入观测窗27。
第四活塞容器12上部出口端设置第二压力计16和第二温度计17，第二压力计16和第二温度计17用于测试从第四活塞容器12流出的流体的压力和温度。
第四活塞容器12上部出口管线的支路上设置第二安全阀15，当第二活塞容器10、第三活塞容器11或第四活塞容器12超压时，第二安全阀15自动泄压。
注入泵13主要用于油、水等液体和液态CO2的定量注入。注入泵13的注入排量均可调节，可以根据需要按照恒定排量注入或变排量注入，其中，变排量注入包括但不限于排量逐渐增大的注入方式或排量逐渐减小的注入方式。恒速恒压泵采用数字定位监测伺服控制电路，使溶液在任何压力条件下都能精确流动，并使高速流动平稳，连续无脉冲，恒速、恒压运行。在一些实施例中，注入泵13为双缸恒速恒压泵。
第一活塞容器9、第二活塞容器10、第三活塞容器11和第四活塞容器12均为316L不锈钢材质，使用立式万向内圆磨加工工艺，不易产生串流现象，其中第四活塞容器12主要用于原油和降低混相压力的药剂的混合，内部设置具有搅拌功能的搅拌装置。另外，活塞容器设计有上下位式触发机构，当活塞运行到两极限位置时，计算机会检测到活塞已运移到两极限末端位置，并实现活塞容器内流体的自动补液。
观测窗27设置在气体量化注入系统和液体注入系统下游，观测窗27两侧面分别设置光源25和摄像机26。观测窗27出口端设置第三压力计29和第三温度计30，观测窗27出口管线的支路上设置第三安全阀28。
具体为，观测窗27位于气体量化注入系统和液体注入系统的下游位置，观测窗27用于测试气体的混相压力，光源25和摄像机26分别设置在观测窗27的两侧面，光源25对观测窗27进行补光以便于摄像机26清晰地拍摄或录制混相过程。在观测窗27出口管线的支路上设置第三安全阀28，当观测窗27超压时自动泄压，在观测窗27出口端设置第三压力计29和第三温度计30，第三压力计29和第三温度计30用于测试观测窗27内部的压力和温度。其中，在一些实施例中，观测窗27可以采用耐压高、耐温性能好、透光度好的蓝宝石玻璃材质。
压力控制系统包括背压控制装置和手动泵21，背压控制装置设置在观测窗27的出口端和入口端。背压控制装置包括第一背压阀22和第二背压阀23，第一背压阀22设置在观测窗27入口端，第二背压阀23设置在观测窗27出口端。手动泵21的输出端连接缓冲罐20，缓冲罐20出口端通过管线分别连接第一背压阀22和第二背压阀23。缓冲罐20出口端与第一背压阀22之间的管线上设置第一阀门18，缓冲罐20出口端与第二背压阀23之间的管线上设置第二阀门19。
具体为，利用背压控制装置控制进出观测窗27的最小压力，背压控制装置的压力由手动泵21控制。背压控制装置包括设置在观测窗27入口端的第一背压阀22和设置在观测窗27出口端的第二背压阀23，利用第一背压阀22控制进入观测窗27的最小压力，利用第二背压阀23控制流出观测窗27的最小压力。手动泵21的输出端连接缓冲罐20，缓冲罐20的出口端通过管线分别连接第一背压阀22和第二背压阀23，第一阀门18设置在缓冲罐20出口端与第一背压阀22之间的管线上，第二阀门19设置在缓冲罐20出口端与第二背压阀23之间的管线上。
当需要调节第一背压阀22的压力时，开启第一阀门18，关闭第二阀门19，通过手动泵21增大或减小第一背压阀22处流体能通过的最小压力；当需要调节第二背压阀23处的压力时，开启第二阀门19，关闭第一阀门18，通过手动泵21增大或减小第二背压阀23处流体能通过的最小压力。
缓冲罐20的出口端设置第四压力计33和第四温度计34，第四压力计33和第四温度计34用于实时测试缓冲罐20出口端的压力和温度。另外，在缓冲罐20出口管线的支路上设置第四安全阀24，当缓冲罐20超压时自动泄压。
其中，在一些实施例中，缓冲罐20由耐高压不锈钢无缝管材制成，材料可以选用304不锈钢材质。可以理解的是，缓冲罐20还可以采用其他合适材质。背压阀采用活塞式结构，主要由阀体和阀芯组成，该阀具有调节灵敏度高，耐压高(一般可以达到70MPa以上)、控制精度高、重量轻等优点。阀体上下分别设有回压接口和液流进、出接口，阀芯采用活塞结构，在活塞的底部轴向延伸有柱塞凸头，阀体下部预制有与柱塞凸头配合的圆柱孔，液流进接口和出接口分别通过导流腔连接到活塞凸头下方的阀体圆柱孔底部，在阀体的一侧还设有与进液流管连同的辅助液流进接口，辅助液流进接口通过导流腔连接到阀体下部与活塞主体的结合部。
控温箱32设置在第一活塞容器9、第二活塞容器10、第三活塞容器11、第四活塞容器12和观测窗27外围。控温箱32用于模拟地层温度，在一些实施例中，控温箱32利用热风循环，采用PID调节控温技术，箱内温度均匀，控温精度高。
抽真空装置31设置在观测窗27入口管线的支路上，用于为整个系统抽真空。在一些实施例中，抽真空装置31为真空泵。
利用本实用新型的混相压力可视化测试系统进行混相压力测试的工作过程包括以下步骤：
(1)检查系统管线气密性，将控温箱32调节至目标温度，将第一背压阀22和第二背压阀23设置为目标压力，然后利用真空泵将系统抽真空；
(2)将放置在第二活塞容器10内的原油和第三活塞容器11内的降低混相压力的药剂按照一定比例泵入第四活塞容器12，搅拌均匀后泵入观测窗27；
(3)将气瓶1中的CO2经气体增压泵4增压后存储在第一活塞容器9中；
(4)利用注入泵13将第一活塞容器9中的气体经第一背压阀22泵入观测窗27，观察混相过程，记录达到混相时的压力，同时利用摄像机26拍摄或录制混相过程。
可以理解的是，可以通过改变温度、压力、岩样、药剂等条件，开展对比研究。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述可以针对不同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种CO2与原油的混相压力可视化测试系统，其特征在于，包括：
气体量化注入系统，所述气体量化注入系统包括上下游依次设置的气瓶、流量计和第一活塞容器，所述流量计设置在所述气瓶的出口管线上，所述第一活塞容器设置在所述流量计出口管线的支路上；
液体注入系统，所述液体注入系统包括并联设置的第二活塞容器、第三活塞容器和第四活塞容器，所述第四活塞容器内部设置搅拌装置；
设置在所述气体量化注入系统和所述液体注入系统下游的观测窗，所述观测窗两侧面分别设置光源和摄像机；
压力控制系统，所述压力控制系统包括背压控制装置和手动泵，所述背压控制装置设置在所述观测窗的出口端和入口端；
控温箱，所述控温箱设置在所述第一活塞容器、所述第二活塞容器、所述第三活塞容器、所述第四活塞容器和所述观测窗外围；
抽真空装置，所述抽真空装置设置在所述观测窗入口管线的支路上。
2.如权利要求1所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述流量计与所述第一活塞容器之间的管线上设置单向阀。
3.如权利要求2所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述单向阀与所述第一活塞容器之间的管线上设置气体增压泵，所述气体增压泵一侧的输入端设置空压机。
4.如权利要求1所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述第一活塞容器、第二活塞容器、第三活塞容器和第四活塞容器下部均连接注入泵。
5.如权利要求4所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述注入泵的输入端连接水槽。
6.如权利要求1所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述背压控制装置包括第一背压阀和第二背压阀，所述第一背压阀设置在所述观测窗入口端，所述第二背压阀设置在所述观测窗出口端。
7.如权利要求6所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述手动泵的输出端连接缓冲罐，所述缓冲罐出口端通过管线分别连接所述第一背压阀和所述第二背压阀。
8.如权利要求7所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述缓冲罐出口端与所述第一背压阀之间的管线上设置第一阀门，所述缓冲罐出口端与所述第二背压阀之间的管线上设置第二阀门。
9.如权利要求7所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述第一活塞容器上部入口管线的支路上、所述第四活塞容器上部出口管线的支路上、所述观测窗出口管线的支路上和所述缓冲罐出口管线的支路上均设置安全阀。
10.如权利要求7所述的混相压力可视化测试系统，其特征在于，所述第一活塞容器上部出口端、所述第四活塞容器上部出口端、所述观测窗出口端和所述缓冲罐出口端均设置压力计和温度计。
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