[發明專利]一種多功能成烴成巖高溫高壓模擬實驗裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201910029853.0
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109613213B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 譚靜強;馬中良
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吝秀梅

1.一種多功能成烴成巖高溫高壓模擬實驗裝置，其特征在于：包括烴源巖生烴反應及流體生成系統，輔助系統，排烴反應及烴源流體中轉系統，烴源流體-巖石相互作用系統和產物分離收集系統，各系統的組成和連接關系是：

烴源巖生烴反應及流體生成系統，包括高溫高壓反應釜(105)、靜巖壓桿(109)、密封底座(110)、靜巖壓力施加器(102)、密封壓力施加器(103)、液壓控制系統(101)、樣品室(106)、第一截止閥(111)和第一加熱爐(104)；

液壓控制系統(101)分別控制靜巖壓力施加器(102)和密封壓力施加器(103)，靜巖壓桿(109)一端連接到靜巖壓力施加器(102)，另一端插入到高溫高壓反應釜(105)的上端；密封壓力施加器(103)經密封底座(110)插入到高溫高壓反應釜(105)的下端，靜巖壓桿(109)和密封底座(110)與高溫高壓反應釜(105)配合，均能沿高溫高壓反應釜(105)的軸向滑動；

樣品室(106)呈兩端開口、中間隔離的圓筒狀，上端口大，用于盛放烴源巖樣品(107)，下端口小，用于盛放煤標樣樣品(108)，樣品室(106)放置在高溫高壓反應釜(105)中，第一加熱爐(104)設置在高溫高壓反應釜(105)的外側，包括容納高溫高壓反應釜(105)的保溫外壁以及設置在保溫外壁與高溫高壓反應釜(105)之間的電熱部件，還包括用于測量高溫高壓反應釜(105)溫度的溫度傳感器；烴源巖生烴反應及流體生成系統生成的流體經管道經第一截止閥(111)連接到輔助系統的組合閥(201)；

輔助系統包括組合閥(201)、第二截止閥(202)、第一中間容器(203)、第一高壓泵(204)、第三截止閥(205)、第四截止閥(206)、第五截止閥(207)、第六截止閥(208)、高壓氮氣(209)、溶劑罐(210)和真空泵(211)，第一中間容器(203)和第一高壓泵(204)組成加水與流體壓力調控部件，經第二截止閥(202)、組合閥(201)和第一截止閥(111)后，一方面通過進泵向高溫高壓反應釜(105)注入地層水，另一方面也通過退泵調節高溫高壓反應釜(105)的流體壓力，高壓氮氣(209)經第四截止閥(206)連接到組合閥(201)；溶劑罐(210)盛放有機溶劑，經第五截止閥(207)連接到組合閥(201)；真空泵(211)經第六截止閥(208)連接到組合閥(201)，用于對系統進行抽真空；

排烴反應及烴源流體中轉系統，包括第七截止閥(301)、第二中間容器(302)、第二加熱爐(303)、第二高壓泵(304)、第八截止閥(305)、第三中間容器(306)、第三加熱爐(307)和第三高壓泵(308)，第二中間容器(302)上端分別經第七截止閥(301)和組合閥(201)，與烴源巖生烴反應及流體生成系統相連，上端另一出口經第十截止閥(402)連接到烴源流體-巖石相互作用系統，同時經第九截止閥(401)連接到第三中間容器(306)，第二中間容器(302)下端與第二高壓泵(304)連接，第二加熱爐(303)位置于第二中間容器(302)外圍，用來對第二中間容器(302)升溫；第三加熱爐(307)位置于第三中間容器(306)外圍，用來對第三中間容器(306)升溫；第三中間容器(306)連接有第三高壓泵(308)；

烴源流體-巖石相互作用系統，包括第九截止閥(401)、第十截止閥(402)、第一壓力傳感器(403)、第四高壓泵(404)、第十一截止閥(405)、第十二截止閥(406)、第十三截止閥(407)、第十四截止閥(408)、第一巖心夾持器(409)、第二巖心夾持器(410)、第三巖心夾持器(411)、第十五截止閥(412)、第十六截止閥(413)、第十七截止閥(414)、第二壓力傳感器(415)、第十八截止閥(416)、第一電磁閥(417)、氮氣瓶(418)、第二電磁閥(419)、調節減壓閥(420)、第三電磁閥(421)、對比室(422)、第三壓力傳感器(423)、第四電磁閥(424)、氣體流量計(425)、第四壓力傳感器(426)、第五電磁閥(427)、第十九截止閥(428)、第二十截止閥(429)、第二十一截止閥(430)、取樣中間容器(431)、第五高壓泵(432)和第四加熱爐(433)；烴源流體-巖石相互作用系統與排烴反應及烴源流體中轉系統，形成循環系統，排烴反應及烴源流體中轉系統的第二中間容器(302)出口連接到第十截止閥(402)入端，第十截止閥(402)出端再分別經第十二截止閥(406)、第十三截止閥(407)、第十四截止閥(408)連接到第一巖心夾持器(409)、第二巖心夾持器(410)和第三巖心夾持器(411)，第十截止閥(402)出端同時連接到第一壓力傳感器(403)，以及第十八截止閥一端(416)，三個巖心夾持器另一端分別經第十五截止閥(412)、第十六截止閥(413)和第十七截止閥(414)后連接在一起，并分別連接到第二壓力傳感器(415)、第十九截止閥(428)和第二十截止閥(429)，第十九截止閥(428)另一端連接到第五電磁閥(427)和第四電磁閥(424)，第四電磁閥(424)另一端連接到第一電磁閥(417)與第十八截止閥(416)的連接通道，第二十截止閥(429)另一端經第二十一截止閥(430)連接到取樣中間容器(431)，同時還經第八截止閥(305)連接到第三中間容器(306)，第五電磁閥(427)與氣體流量計(425)和第四壓力傳感器(426)連接；第十八截止閥(416)連接到第四電磁閥(424)同時，還通過第一電磁閥(417)連接到對比室(422)，對比室(422)通過第三電磁閥(421)與調節減壓閥(420)連接，調節減壓閥(420)通過第二電磁閥(419)連接到氮氣瓶(418)，對比室(422)連接有第三壓力傳感器(423)；取樣中間容器(431)與第五高壓泵(432)連接；第四加熱爐(433)置于三個巖心夾持器外圍；第四高壓泵(404)經第十一截止閥(405)分別連接到第一巖心夾持器(409)、第二巖心夾持器(410)和第三巖心夾持器(411)；

烴源流體-巖石相互作用系統包括氣體孔隙度、滲透率測定部件，與第一巖心夾持器(409)、第二巖心夾持器(410)、第三巖心夾持器(411)的入口和出口相連，所述出口端流體收集裝置由取樣中間容器(431)、第五高壓泵(432)組成，用于保壓取樣；

產物分離收集系統，包括第二十二截止閥(501)、產物分離罐(502)、冷阱(503)、第二十三截止閥(504)和氣體計量器(505)，第二十二截止閥(501)一端連接在第九截止閥(401)與第三中間容器(306)的連接通道，另一端連接到產物分離罐(502)，產物分離罐(502)置于冷阱(503)中，實現油氣水產物冷卻分離，產物分離罐(502)經第二十三截止閥(504)與氣體計量器(505)相連。