[发明专利]一种用于稠油机理实验的超临界二氧化碳注入装置

说明书

本发明公开了一种用于稠油机理实验的超临界二氧化碳注入装置，采用驱动气源注入装置、气流控制装置、安全保护装置和控制系统；两个独立设置的第一气体增压泵和第二气体增压泵的输出端串联，并且在其进气端设置截止阀、压力表和流量比例阀，对第一气体增压泵和第二气体增压泵同时进行控制，提高增压效率和精度，设置预设温度的恒温水浴后再计量流量和增压，有效的解决了二氧化碳在增压过程中发生相变导致质量计量误差大的问题，本发明能够实现连续稳定的小流量超临界二氧化碳输出，具有恒流恒压恒温输出的功能，具有操作简单、安全可靠等特点，满足基于二氧化碳的室内稠油机理研究的要求，利用控制系统能够实现精准控制和反馈，提高控制精度。

技术领域

本发明涉及一种用于稠油机理实验的超临界二氧化碳注入装置，能够连续稳定的输出小流量超临界二氧化碳，用于二氧化碳混相驱研究或二氧化碳辅助超临界水稠油热采研究，其属于石油工程和工艺技术领域。

背景技术

全世界适合二氧化碳开发的资源为3000亿～6000亿桶，与其他驱油技术相比，二氧化碳驱具有适用范围大、驱油成本低、采收率高的特点，不仅能满足油田开发的需求，还能解决二氧化碳的封存问题。海上稠油平台由于平台空间有限、平台寿命短等特点，超临界多元热流体技术成为破解海上稠油热采瓶颈的关键技术，热采技术还处于实验阶段，提高采收率的机理需进一度分析。基于二氧化碳的室内稠油机理研究，对二氧化碳的制备技术提出了更高的要求。实验室机理研究对二氧化碳的要求达到了输出压力在25～35MPa，输出流量在0～10NL/min，同时要求能够长时间的连续稳定输出。国内外报道的专利和文献所报道的装置存在诸多局限。目前现有办法是将从气瓶中增压以后的气体再次压入中间活塞容器，再通过活塞容器的另一侧注水将二氧化碳注入后续装置，其结构限制了压力注入，存在以下缺点：1中间活塞容器体积有限，存储压缩后的气体体积有限，难以满足长时间的实验要求；2反馈作用慢，水和二氧化碳的压缩系数相差大，背压的波动会导致气体无法及时输出；3采用中间活塞容器加压气体，压力上限较低，无法完成高压力参数条件下的实验研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于稠油机理实验的超临界二氧化碳注入装置，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于稠油机理实验的超临界二氧化碳注入装置，包括驱动气源注入装置、气流控制装置、安全保护装置和控制系统；

驱动气源注入装置包括第一气体增压泵和第二气体增压泵，第一气体增压泵的气源输入端和第二气体增压泵的气源输入端均连接于动力压缩空气源，第一气体增压泵与动力压缩空气源之间设有截止阀、压力表和流量比例阀，第二气体增压泵与动力压缩空气源之间设有截止阀、压力表和流量比例阀；

气流控制装置包括二氧化碳气源、恒温水浴、流量控制仪、气体单向阀和预热器，二氧化碳气源通过气源管道连通至恒温水浴内的水浴管，恒温水浴内的水浴管连接至流量控制仪，流量控制仪连接于第一气体增压泵的输入端，气体单向阀一端连接于第二气体增压泵的输出端，气体单向阀的另一端与预热器一端连接，预热器的另一端为输出端；

安全保护装置包括进气泄压阀和排气泄压阀，进气泄压阀通过管道连接至恒温水浴内水浴管的出口，排气泄压阀通过管道连接至第二气体增压泵的出口；控制系统连接于流量控制仪、恒温水浴、预热器和流量比例阀。

进一步的，预热器的输出端连接有第二背压阀，第二背压阀连接于控制系统。

进一步的，二氧化碳气源采用气罐，动力压缩空气源采用空压机，压力为0.5～0.8MPa，流量为3NM³/min。