[發(fā)明專利]流體釋放定量控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210243785.6
• 申請(qǐng)日: 2012-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN102749937A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳瑞銀;張水昌;陳建平;王匯彤;唐生榮;米敬奎;王黎;朱光有;倪云燕;張斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D16/20
• 分類號(hào): G05D16/20;E21B49/00;F16K31/122;F16K1/00;F16K11/02;F16L55/07
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種石油地質(zhì)、礦產(chǎn)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種高壓流體釋放定量控制裝置。

背景技術(shù)

高壓容器和管道，特別是內(nèi)含具有高溫、高腐蝕性、高毒性的流體，如何安全的、精確定量的智能化控制其流體的釋放過程，是工業(yè)界高壓容器應(yīng)用及管路控制的難題之一。在地質(zhì)科學(xué)研究方面，需要模擬逼近地質(zhì)條件下的成礦成藏及流體流動(dòng)的過程，高壓流體釋放的定量控制決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。如在石油地質(zhì)方面，儲(chǔ)層成巖作用、生烴、排烴、油氣運(yùn)移模擬裝置，通過對(duì)高壓流體釋放的定量控制，才能再現(xiàn)地下流體緩慢滲流的過程。

從目前國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)來看，低壓流體控制裝置很多，但控制50兆帕以上的裝置主要有三類，手動(dòng)閥、氣動(dòng)/電磁閥、回壓閥。手動(dòng)閥是最傳統(tǒng)的控壓裝置，它是通過人工扭動(dòng)閥針，控制閥針與閥體孔道的聯(lián)通性達(dá)到控壓的效果；優(yōu)點(diǎn)是直接操作、人為控制精度；缺點(diǎn)是人工控制危險(xiǎn)性大。氣動(dòng)/電磁閥以低壓氣體或電磁力作為驅(qū)動(dòng)力，使得閥針打開或關(guān)閉，并且該動(dòng)作可以完全由電路或氣路控制，安全性高；如果與電腦程序連接，可以定時(shí)操作；缺點(diǎn)是無(wú)法按需定量控制釋放量，一次釋放的流體量完全由容器體積或管路壓力及閥針的最短行程時(shí)間決定。回壓閥利用的是壓力平衡的原理，一般要與控壓泵聯(lián)合使用；關(guān)鍵技術(shù)是連有閥針的金屬膜片、調(diào)壓腔、控壓泵或管路，控壓管路與被控管路存在壓差驅(qū)動(dòng)金屬磨片移動(dòng)，帶動(dòng)閥針啟閉；該裝置可以通過連接計(jì)算機(jī)，通過程序控制控壓泵的壓力大小來實(shí)現(xiàn)高壓流體釋放的動(dòng)態(tài)控制，控壓精度大于3MPa；缺點(diǎn)是精度不夠高，而且在流體含固體雜質(zhì)時(shí)控制精度不穩(wěn)定；還需要一臺(tái)價(jià)格較高的高精度控壓泵，成本較高。

目前石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置也是用以上三種裝置。在中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院研制的地層孔隙熱壓生烴模擬裝置(專利號(hào)CN101520962A)中，通過手動(dòng)閥來釋放因生烴增壓產(chǎn)生的額外流體壓力。由于生烴模擬實(shí)驗(yàn)通常要連續(xù)幾天，需要實(shí)驗(yàn)人員每不到半小時(shí)就要釋放壓力一次，十分耗人。中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院研制的儲(chǔ)層成巖模擬裝置(專利申請(qǐng)?zhí)?01110425045.X)，在模擬半封閉系統(tǒng)成巖反應(yīng)環(huán)境時(shí)，通過氣動(dòng)閥的開關(guān)來釋放壓力排出流體，但由于一次排液壓力降低5～20MPa，造成反復(fù)的補(bǔ)充壓力和排液，無(wú)法真正模擬地質(zhì)條件下的流體滲流過程。中國(guó)石油化工股份公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院發(fā)明的固體-流體耦合壓控生排烴模擬實(shí)驗(yàn)裝置(專利申請(qǐng)?zhí)?01110004746.6)中，通過內(nèi)設(shè)有活塞的高壓緩沖器和流體壓力控制泵來控制釜內(nèi)壓力和流體的排放。該裝置的缺點(diǎn)是需要與價(jià)值十幾萬(wàn)的壓力控制泵聯(lián)合；并且不能隔離容器內(nèi)外的流體，造成排出流體因熱對(duì)流再次回流反應(yīng)，這與地質(zhì)事實(shí)不符。中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院發(fā)明的半開放體系巖石加熱模擬裝置(專利申請(qǐng)?zhí)?01110138667.4)雖然通過回壓閥解決了容器內(nèi)外流體的隔離問題，但仍需要與價(jià)格昂貴壓力控制泵聯(lián)合使用，屬于用高壓控制高壓的技術(shù)，且回壓閥3～5MPa的最高控制精度仍未達(dá)到模擬地質(zhì)條件下的滲流情形。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種流體釋放定量控制裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種流體釋放定量控制裝置，基于壓力倍增思路和低壓氣路的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)高精度、動(dòng)態(tài)、自動(dòng)化控制高壓流體的釋放過程，為高壓容器和管路提供更加精準(zhǔn)、隔離完全、自動(dòng)、安全、價(jià)格低廉的釋壓控制裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種流體釋放定量控制裝置，所述流體釋放定量控制裝置包括一壓力倍增器，該壓力倍增器底部進(jìn)口連接有控壓管路，壓力倍增器上部進(jìn)口通過一氣動(dòng)閥與流體進(jìn)口管線連接，壓力倍增器上部出口與流體出口管線連接；所述控壓管路包括一氮?dú)馄浚摰獨(dú)馄砍隹诖B有第一電磁閥和第二電磁閥，兩個(gè)電磁閥之間連接一控壓管線，該控壓管線連接于壓力倍增器底部進(jìn)口；該控壓管線中設(shè)有壓力傳感器；所述第一電磁閥、第二電磁閥和壓力傳感器電連接于一電腦；所述流體為高壓流體。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述高壓流體的壓力為10-200MPa。