[發明專利]一種多功能反應釜實驗系統及實驗方法

有效

• 申請號: 201711465592.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107976529B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 張健;張國祥;王金意;荊鐵亞;趙文韜
• 申請（專利權）人: 中國華能集團公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種多功能反應釜實驗系統，其特征在于：包括活塞容器（5），氣瓶（1）、冷卻器（2）、閥一（3）和質量流量計（4）依次連接在活塞容器（5）的頂部，恒速恒壓泵（6）通過閥二（7）與活塞容器（5）的底部相連接，活塞容器（5）的頂部另有支路，通過閥三（8）后分成三個支路，分別通過閥四（9）、閥五（10）和閥六（11）與反應釜（22）左側上部、中部和下部相連接，反應釜（22）右側上部、中部、下部和底部分出四個支路分別通過閥七（12）、閥八（13）、閥九（14）、閥十（18）與取樣器（19）相連接、取樣器（19）底部連接閥十一（20）；

所述活塞容器（5）的容積比反應釜（22）的容積大5-20倍，為了方便配液依次，開展多次測試操作；

所述反應釜（22）置于控溫箱（21）內部，且反應釜（22）頂部裝有攪拌器（15），底部有能夠承托巖樣（16）的托盤（17），所述托盤（17）底部為網格結構，以使巖樣（16）底部不能與壓裂液樣品接觸；

所述反應釜（22）兩側設計有上、中、下部位多個流入支路以及上、中、下、底部流出支路，根據實驗需要選擇開啟；

所述的多功能反應釜實驗系統的實驗方法，

?1）當測試壓裂液為CO₂無水壓裂液時：

首先，關閉所有閥門，打開活塞容器（5），將配壓裂液需要的化學試劑注入其中；然后，打開閥一（3），氣瓶（1）中的CO₂氣體一次通過冷卻器（2），閥一（3），質量流量計（4）流到活塞容器（5）中，并且通過質量流量計（4）計量流到活塞容器（5）中的CO₂氣體質量，結合注入到活塞容器（5）中化學試劑的質量，計算出活塞容器（5）中壓裂液中的化學試劑的質量濃度，然后關閉閥一（3）；

打開閥二（7）和恒速恒壓泵（6），將活塞容器（5）中的CO₂無水壓裂液加壓到目標實驗壓力條件；

打開反應釜（22）將巖樣（16）置于其內部的托盤（17）上面，關閉反應釜（22）；然后調節控溫箱（21）至目標實驗溫度；

然后關閉閥二（7），打開閥三（8），選擇閥四（9）、閥五（10）和閥六（11）中一個打開，向反應釜（22）中注滿壓裂液，確保巖樣（16）表面能夠接觸到壓裂液；根據需要，每間隔預設時間后，選擇打開閥七（12）、閥八（13）、閥九（14）和閥十（18）之一，使得反應釜（22）內部液樣流入取樣器（19）中，進行測試分析；

注入壓裂液濃度控制方法：通過質量流量計（4）計量注入CO₂的量和注入活塞容器（5）的化學試劑量控制；

（1）靜態測試時：當壓裂液注滿反應釜（22）后，與巖樣（16）反應一段時間后，選擇性的從反應釜（22）的上、中、下和底部取樣測試分析不同層面的反應液內礦物離子變化情況；

（2）動態測試時：當壓裂液注滿反應釜（22）后，與巖樣（16）反應一段時間后，選擇閥四（9）、閥五（10）、閥六（11）中一個打開，從反應釜（22）的上、中、下部之一繼續輸入液氧；同時從反應釜（22）的上、中、下和底部取樣測試分析不同層面的反應液內礦物離子變化情況，盡而分析不同層面的反應液內礦物離子變化情況；

改變實驗溫度、壓力、壓裂液濃度條件，開展下一實驗條件下的測試；實驗測試結束后，打開閥十（18）和閥十一（20），樣品排出回收處理；

2）當測試壓裂液為液體壓裂液時：

只需在實驗開始前，將液體壓裂液注入活塞容器（5）中，即開始實驗測試，只是不需要注入CO₂氣體，其它方法不變，相對測試CO₂壓裂液的方法更加簡單。

2.根據權利要求1所述的一種多功能反應釜實驗系統，其特征在于：所述活塞容器（5）的頂部能夠打開，方便注入液樣；方便測試常規水力壓裂液與二氧化碳壓裂液在不同溫度、壓力、濃度條件下的相互作用實驗。

3.?根據權利要求1所述的一種多功能反應釜實驗系統，其特征在于：?所述取樣器（19）的容積小于反應釜（22）的容積，方便在實驗過程中，在反應釜（22）中反應后，從上、中、下、底部不同層位的隨時取出液樣測試分析。