RU190199U1 - Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры - Google Patents
Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU190199U1 RU190199U1 RU2018144146U RU2018144146U RU190199U1 RU 190199 U1 RU190199 U1 RU 190199U1 RU 2018144146 U RU2018144146 U RU 2018144146U RU 2018144146 U RU2018144146 U RU 2018144146U RU 190199 U1 RU190199 U1 RU 190199U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- length
- model
- temperature
- heating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 10
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
- E21B43/243—Combustion in situ
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
- G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для физического моделирования процессов внутрипластового окисления в лабораторных условиях при линейном повышении температуры с заданной скоростью нагрева и различных давлениях.Задача полезной модели - повышение точности измерений при физическом моделировании внутрипластовых окислительных процессов в различных пористых средах за счет измерения температуры вдоль оси модели при равномерном линейном нагреве с определенной скоростью.Сущность предлагаемого технического решения заключается том, что в известной полезной модели уменьшен диаметр и длина трубы. При этом внутренний диаметр и длина трубы уменьшен от 47 до 26 мм и от 98 до 52 мм, т.е. в 1,8 и 1,9 раз соответственно. Убраны радиаторы пассивно-активного охлаждения. Нагреватели равной длины скомпонованы с учетом покрытия всей модели с минимальным зазором, для обеспечения максимально равномерного нагрева модели. Центральный трубчатый кожух с комплектом измерительных термопар, равномерно распределенных по всей длине трубы, заменен трубчатым кожухом меньшего диаметра с меньшей толщиной стенки, для обеспечения точного контроля температур. Нагревательные элементы и места их стыков теплоизолированы для поддержания равномерного нагрева.
Description
Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для физического моделирования процессов внутрипластового окисления в лабораторных условиях при линейном повышении температуры с заданной скоростью нагрева и различных давлениях.
Существующие методы оценки, перспективности проведения различных методов внутрипластового горения (окисления) на том или ином месторождении основаны на изучении механизма процесса внутрипластового горения (окисления) при закачке воздуха/водовоздушной смеси и определения их основных характеристик.
Известно устройство, которое используется для исследования внутрипластовых окислительных процессов (Cinar, Murat. Kinetics of Crude Oil Production in Porous Media Interpreted Using Isocoversional Methods. PhD thesis, Stanford University, 2011.) Устройство представляет собой трубу с фланцами на концах изготовленную из нержавеющей стали (марка 316), для герметизации фланцев используется ножевое уплотнение по отожженной медной прокладке толщиной 3,2 мм, длина трубы 145 мм, внутренний диаметр 31 мм, толщина стенки 18 мм. Фланцы закрываются крышками, в которых размещены технические разъемы. На внутренней поверхности устройства нанесено покрытие SilcoKleanTM 1000. Вдоль оси устройства проходит тонкостенная трубка диаметром 3,2 мм для установки 3-х термопар. Рабочее давление 0,69 МПа. В качестве нагревателя используется электрическая печь с максимальной температурой 760°C, для контроля температуры в печи используются 3 термопары, расположенные в разных местах печи.
Однако данное устройство недостаточно эффективно для исследований при давлениях сопоставимых с пластовыми, так как рабочее давление составляет 0,69 МПа. Устройство расположено в электрической печи, в связи с этим скорость нагрева устройства сильно снижена. Также в связи с высокой инерционностью нагрева печи и наличием пустого пространства точность поддержания температуры устройства низкая.
Частично устраняет недостатки аналога применение устройства, которое используется для исследования внутрипластовых окислительных процессов (SPE-180817-MS). Устройство представляет собой трубу с фланцами на концах изготовленную из нержавеющей стали (Hastelloy С-276), длина 902 мм, внутренний диаметр 21 мм, толщина стенки трубы 6 мм. На фланцах фиксируются крышки хомутовыми соединениями, в верхней крышке расположен разъем для шести термопар. По длине наружной стенки расположен керамический нагреватель, для равномерного нагрева рабочей зоны устройства длиной 584 мм. Максимальное рабочее давление 31 МПа. Максимальная рабочая температура 650°C.
Устройство нагревается с помощью массивного керамического нагревателя, в связи с этим скорость нагрева устройства снижена. Так как устройство нагревается на 65% от своей длины, а также в связи с высокой инерционностью нагревателя точность поддержания температуры устройства низкая. Не решена проблема оттока тепла от рабочей зоны.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство, используемое для исследования внутрипластовых окислительных процессов (патент №179479, Е21В 43/243; заявл. 16.06.2017; опубл. 16.05.2018), включающее камеру для проведения исследований с помещенной в нее пористой структурой (песок, дробленый керн, куски керна и т.д.), состоящее из трубы длиной от 1 до 2,5 м, внутренним диаметром от 47 до 98 мм и сборных фланцев, изготовленных из стали 12Х18Н10Т. Толщина стенки трубы, с нанесенной на нее искусственной шероховатостью, составляет 5-8 мм. На фланце расположено 3 разъема для ввода различных агентов и один разъем под трубчатый кожух для стационарных термопар, расположенный в центре, на втором фланце по центру расположен вывод для всех агентов. Снаружи камеры устанавливаются нагреватели (14-19 шт. ) и пассивно-активные радиаторы охлаждения (13-18 шт. ), между стенкой трубы и нагревателем устанавливаются контролирующие термопары. Радиаторы условно делят камеру на 14-19 равных зон. В трубчатом кожухе для термопар по центру каждой секции зафиксирована измерительная термопара. Термопары и нагреватели подключаются к контроллеру. Закачка рабочих агентов (вода, газ, нефть и т.д.) осуществляется через 3 разъема на фланце. Максимальное допустимое давление составляет 12 МПа. Контроллером задается температура нагрева каждого нагревателя (диапазон рабочих температур от 0 до 700°C). В процессе закачки рабочего агента изменение температур фиксируется термопарами, расположенными в трубчатом кожухе для термопар.
Принимаем описанное устройство за прототип.
Недостатки прототипа состоят в следующем.
1. Максимальное допустимое давление составляет 12 МПа, что ограничивает возможность проведения исследований при более высоких давлениях.
2. Наличие пассивно-активных радиаторов делает невозможным равномерный линейный нагрев всего устройства.
3. Ограниченная точность измерений, поскольку большие линейные размеры не позволяют обеспечить равномерный линейный нагрев всего устройства.
Задача полезной модели - повышение точности измерений при физическом моделировании внутрипластовых окислительных процессов в различных пористых средах за счет измерения температуры вдоль оси модели при равномерном линейном нагреве с определенной скоростью.
Сущность предлагаемого технического решения заключается том, что в известной полезной модели уменьшен диаметр и длина трубы. При этом внутренний диаметр и длина трубы уменьшен от 47 до 26 мм и от 98 до 52 мм, т.е. в 1,8 и 1,9 раз соответственно. Убраны радиаторы пассивно-активного охлаждения. Нагреватели равной длины скомпонованы с учетом покрытия всей модели с минимальным зазором, для обеспечения максимально равномерного нагрева модели. Центральный трубчатый кожух с комплектом измерительных термопар, равномерно распределенных по всей длине трубы, заменен трубчатым кожухом меньшего диаметра с меньшей толщиной стенки, для обеспечения точного контроля температур. Нагревательные элементы и места их стыков теплоизолированы для поддержания равномерного нагрева.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
На фиг. приведена схема устройства для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры. Устройство включает внешние кольцевые электронагреватели (4 шт.) 1, измерительные термопары (4 шт.) 2 и контролирующие термопары (4 шт.) 3, трубчатый кожух для термопар 4, теплоизоляция 5, фланцы сборные 6 и 7, труба 8, ввод и вывод агентов 9 и 10 соответственно, контроллер 11.
Основой устройства (Фиг.) является камера для проведения исследований с помещенной в нее пористой структурой (песок, дробленый керн, куски керна и т.д.), состоящая из трубы 8, сталь 12Х18Н10Т длина 0,9 м, внутренний диаметр 46 мм, толщина стенки трубы 9-11 мм, с нанесенной на внутренние стенки искусственной шероховатостью, а также сборных фланцев 6, 7, сталь AISI 316Ti. На фланце 6 расположено 4 разъема для ввода различных агентов или дополнительного оборудования и один разъем под трубчатый кожух 4 для установки измерительных термопар 2, расположенный в центре, на фланце 7 по центру расположен вывод для всех агентов. Снаружи камеры устанавливаются внешние нагреватели 1 (4 шт. ), между стенкой трубы и внутренней поверхностью нагревателей устанавливаются контролирующие термопары 3. Нагреватели условно делят камеру на 4 равные зоны. В трубчатом кожухе для термопар 4 по центру каждой зоны зафиксирована измерительная термопара. Термопары и нагреватели подключаются к контроллеру 11. Закачка рабочих агентов (вода, газ, нефть и т.д.) осуществляется через разъемы на фланце 5. Максимальное рабочее давление составляет 40 МПа. Контроллером 11 задается температура нагрева каждого нагревателя (диапазон рабочих температур от 0 до 600°C). В процессе закачки рабочего агента изменение температур фиксируется термопарами, расположенными в трубчатом кожухе для термопар 4.
Преимущества заявленного устройства перед прототипом состоят в следующем:
1. Увеличение максимального рабочего давления с 8 до 40 МПа;
2. Уменьшение размеров модели и увеличение длины нагревателей позволяет добиться большей точности контроля температуры при равномерном нагреве всей модели;
3. Размещение комплекта термопар в трубчатом кожухе для термопар меньшего диаметра и с меньшей толщиной стенки позволяет получать более точные зависимости изменения температур по длине модели от времени.
4. Уменьшение размеров и веса устройства за счет уменьшения линейных размеров модели и отказа от пассивно-активных радиаторов.
Таким образом, заявленное устройство обеспечивает повышение точности измерений, снижение их трудоемкости и идентичность условий последующих испытаний, позволяет проводить более широкий спектр исследований по сравнению с прототипом.
Claims (1)
- Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры, включающее трубу с фланцами на концах, изготовленную из нержавеющей стали, в которой фланцы закрываются крышками фланцев с различными техническими разъемами, по наружной стенке трубы расположены нагреватели, вдоль оси проходит трубчатый кожух для термопар с комплектом измерительных термопар, распределенных по всей длине трубы, отличающееся тем, что оно не содержит радиаторы пассивно-активного охлаждения, поскольку включает только 4 внешних кольцевых теплоизолированных электронагревателя равной длины, условно делящих камеру на 4 равные зоны и 4 контролирующие термопары, подключенные к контроллеру, задающему температуру каждого нагревателя, что обеспечивает линейную скорость и равномерность нагрева, и 4 измерительные термопары, расположенные в трубчатом кожухе по центру каждой зоны, при этом диаметр и длина трубы составляют 26 и 52 мм соответственно, при толщине стенки 9-11 мм с максимальным рабочим давлением 40 МПа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144146U RU190199U1 (ru) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144146U RU190199U1 (ru) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU190199U1 true RU190199U1 (ru) | 2019-06-24 |
Family
ID=67002892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144146U RU190199U1 (ru) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU190199U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078611C1 (ru) * | 1994-06-20 | 1997-05-10 | Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН | Проточно-циркуляционный микрореактор |
| US5639401A (en) * | 1994-08-02 | 1997-06-17 | Shell Oil Company | Process for the catalytic partial oxidation of hydrocarbons |
| RU179479U1 (ru) * | 2017-06-16 | 2018-05-16 | Акционерное общество "Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт имени академика А.П. Крылова" (АО "ВНИИнефть") | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов |
| RU2655034C1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-05-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Устройство для исследования внутрипластового горения и парогравитационного дренажа |
-
2018
- 2018-12-13 RU RU2018144146U patent/RU190199U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2078611C1 (ru) * | 1994-06-20 | 1997-05-10 | Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН | Проточно-циркуляционный микрореактор |
| US5639401A (en) * | 1994-08-02 | 1997-06-17 | Shell Oil Company | Process for the catalytic partial oxidation of hydrocarbons |
| RU179479U1 (ru) * | 2017-06-16 | 2018-05-16 | Акционерное общество "Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт имени академика А.П. Крылова" (АО "ВНИИнефть") | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов |
| RU2655034C1 (ru) * | 2017-07-25 | 2018-05-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Устройство для исследования внутрипластового горения и парогравитационного дренажа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203163928U (zh) | 一种液冷高温压力探针 | |
| Xiao et al. | An experimental study of heat transfer during forced air convection | |
| RU190199U1 (ru) | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов при линейном повышении температуры | |
| RU179479U1 (ru) | Устройство для исследования внутрипластовых окислительных процессов | |
| CN104198332A (zh) | 一种超临界航空煤油粘性测量的装置及方法 | |
| RU155834U1 (ru) | Устройство для измерения коэффициента теплопроводности тонких керамических покрытий | |
| CN104458474A (zh) | 一种压铸模热疲劳测试装置 | |
| CN210796343U (zh) | 一种在线监测及调整环形风道温度的装置 | |
| RU2587524C1 (ru) | Установка для определения коэффициента теплопроводности и ресурсных характеристик теплозащитных покрытий | |
| CN113670809B (zh) | 一种耦合传热及流场的腐蚀电化学测量装置及测量方法 | |
| RU2568983C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях | |
| CN106225943B (zh) | 一种基于瞬态传热理论测量高温石英熔融炉温度的装置及方法 | |
| FR3078745B1 (fr) | Procede de commande d’un moteur thermique | |
| RU2783366C1 (ru) | Установка для определения теплопроводности материалов под давлением | |
| CN103869848B (zh) | 板材试样疲劳试验加热炉 | |
| Butkarev et al. | Boosting the hot-blast temperature in blast furnaces by means of an optimal control system | |
| Dmitriev et al. | The thermophysical bases of monitoring of the fireproof lining wear in the blast furnace hearth | |
| SU562638A1 (ru) | Стенд дл испытани скважинных электронагревателей | |
| RU2564377C1 (ru) | Система для исследования высокотемпературных отложений | |
| RU2657319C1 (ru) | Способ экспериментального определения неравномерности полей температур газового потока теплоизолированного трубопровода высокого давления и датчик температуры | |
| RU2548922C1 (ru) | Установка для калибровки скважинных термометров-манометров | |
| CN111020703A (zh) | 高温真空炉及半导体加工设备 | |
| CN218002912U (zh) | 一种活塞内冷油道机油温度的模拟测量装置 | |
| RU188739U1 (ru) | Труба с электроподогревом | |
| CN204421663U (zh) | 加热炉物料温度均匀性测量装置 |