專利名稱：模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置，特別涉及一種模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖，并測(cè)量加熱后油頁巖物性參數(shù)變化的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
油頁巖一般是指干酪根含量高并足以分餾出相當(dāng)數(shù)量石油的細(xì)粒沉積巖，是原油的潛在替代能源。世界范圍內(nèi)油頁巖資源十分豐富，中國是世界上油頁巖資源豐富的國家之一，且產(chǎn)地集中，便于大規(guī)模開采利用。相比傳統(tǒng)的地面干餾技術(shù)，近些年興起的原位開采技術(shù)具有更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保，并適于大規(guī)模開發(fā)的優(yōu)勢(shì)。世界范圍內(nèi)原位開采技術(shù)分為很多種，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)現(xiàn)利用微波加熱原位開采油頁巖是針對(duì)現(xiàn)有的原位開采技術(shù)的不足所提出的一種新思路，有環(huán)保、·高效、成本低等優(yōu)勢(shì)，具備光明的應(yīng)用和發(fā)展前景；但是微波加熱地下油頁巖進(jìn)行原位開采尚沒有足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提供可行性驗(yàn)證和技術(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)，且至今沒有人設(shè)計(jì)出能模擬地層條件下微波加熱油頁巖并測(cè)量微波加熱對(duì)油頁巖物性參數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容為了驗(yàn)證微波加熱地下油頁巖并實(shí)現(xiàn)原位開采的技術(shù)設(shè)想，同時(shí)研究地層條件下微波加熱油頁巖對(duì)油頁巖礦藏的物性參數(shù)的影響，從而為微波原位開采油頁巖工藝提供設(shè)計(jì)依據(jù)。本實(shí)用新型提供了一套實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置不僅能實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖，還能測(cè)量微波加熱油頁巖過程中對(duì)油頁巖溫度分布、孔隙度變化的影響參數(shù)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括計(jì)算機(jī)處理裝置，控制裝置，微波加熱裝置，驅(qū)替裝置，收集測(cè)量裝置，所述計(jì)算機(jī)處理裝置與控制裝置，微波加熱裝置，驅(qū)替裝置，收集測(cè)量裝置順次通過數(shù)據(jù)線連接；所述的控制裝置包括微波功率控制器、恒溫箱溫度控制器；所述微波加熱裝置包括位于恒溫箱內(nèi)的微波暗箱，位于微波暗箱內(nèi)的微波源、巖心夾持器、巖心夾持器底座；所述的驅(qū)替裝置包括通過連通管線與巖心夾持器順次連接的氣體源、氣體驅(qū)替閥，通過連通管線與巖心夾持器順次連接的平流泵、液體驅(qū)替閥、活塞容器，位于巖心夾持器下方的導(dǎo)出閥。所述收集測(cè)量裝置包括按特定間距分布在巖心夾持器上的壓力檢測(cè)傳感器、溫度傳感器，通過連通管線與巖心夾持器連接、通過數(shù)據(jù)電纜與計(jì)算機(jī)處理裝置連接的電子稱。本實(shí)用新型有如下顯著優(yōu)點(diǎn)使用恒溫箱和圍壓可調(diào)的巖心夾持器，可模擬地下環(huán)境；采用微波暗室，能避免微波的反射和諧振，可實(shí)現(xiàn)對(duì)地層條件下微波傳播的模擬；使用特制的耐高溫高壓的工程塑料巖心夾持器及巖心夾持器底座，工程塑料為圓柱體，軸線垂直于微波源，巖心夾持器位于微波源正上方，能保證微波能量損耗最??；集微波加熱油頁巖裝置和油頁巖物性參數(shù)測(cè)量裝置為一體，避免了由于環(huán)境變化引起的誤差。
圖I是本實(shí)用新型的示意說明圖。圖中附圖的標(biāo)記的含義為I微波功率控制裝置，2計(jì)算機(jī)顯示裝置，3恒溫箱控制裝置，4數(shù)據(jù)電纜，5恒溫箱，6微波暗室,7溫度傳感器,8可調(diào)式巖心夾持器底座,9巖心夾持器,10微波源，11頁巖油導(dǎo)出管，12壓力傳感器，13導(dǎo)入管，14液體驅(qū)替閥，15氣體驅(qū)替閥，16數(shù)控平流泵，17導(dǎo)氣管，18導(dǎo)出閥，19電子測(cè)重儀，20驅(qū)替氣源，21驅(qū)替活塞。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例I :本實(shí)用新型的實(shí)施例I是提供一種地層條件下微波加熱油頁巖的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，如圖I該裝置包括微波功率控制裝置I、恒溫箱控制裝置3、恒溫箱5、微波暗室6、微波源10、巖心夾持器9、可調(diào)式巖心夾持器底座8構(gòu)成。油頁巖測(cè)量和驅(qū)替裝置包括計(jì)算機(jī)顯示裝置2，數(shù)據(jù)電纜4、溫度傳感器7、壓力傳感器12、數(shù)控平流泵16、驅(qū)替活塞21、頁巖油導(dǎo)出管11、導(dǎo)入管13、導(dǎo)出閥18、電子測(cè)重儀19。進(jìn)一步地，微波功率控制裝置I和恒溫箱控制裝置3連接恒溫箱5和微波源10，并通過數(shù)據(jù)線4連接到計(jì)算機(jī)裝置2。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將油頁巖巖心樣本放入巖心夾持器9，通過微波功率控制裝置I和恒溫箱控制裝置3能控制恒溫箱的溫度，以模擬地層溫度。通過微波功率控制裝置I和恒溫箱控制裝置3能控制微波源10，能實(shí)現(xiàn)不同功率、不同時(shí)間的微波能量加熱油頁巖。溫度測(cè)量裝置由溫度傳感器7組成，共有5個(gè)，溫度傳感器7通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)裝置2連接，溫度檢測(cè)傳感器熱電偶直徑較小且材質(zhì)具備非導(dǎo)磁性，其中I個(gè)安裝在恒溫箱5內(nèi)，用以檢測(cè)其溫度；I個(gè)安裝在微波暗室6內(nèi)用以檢測(cè)其溫度；3個(gè)按特定距離安裝在巖心夾持器9上，在與微波源在一條直線方向上按一定距離均勻分布，用以研究油頁巖心不同位置的溫度分布規(guī)律。巖心夾持器9由特制的耐高溫高壓的工程塑料制成，能避免巖心夾持器9對(duì)微波能量的吸收或者反射；微波暗室6內(nèi)層涂有微波吸收劑，能防止微波發(fā)生發(fā)射或諧振；兩者共同實(shí)現(xiàn)對(duì)地層條件下微波加熱油頁巖的模擬。巖心夾持器支座8高度可調(diào)，能實(shí)現(xiàn)微波源與油頁巖的距離可調(diào)。微波加熱油頁巖時(shí)，通過溫度傳感器7測(cè)量出在油頁巖樣品上的溫度分布和各測(cè)點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化，能研究微波加熱油頁巖時(shí)溫度傳播規(guī)律。油頁巖經(jīng)過微波加熱后，打開導(dǎo)出閥18，干餾出的頁巖油進(jìn)入計(jì)量裝置進(jìn)行計(jì)量，能研究微波干餾油頁巖的組分。壓力傳感器12、數(shù)控平流泵16通過數(shù)據(jù)線4與計(jì)算機(jī)顯示和控制裝置連接；壓力傳感器12共5個(gè)，沿巖心夾持器按特定距離分布3個(gè)，夾持器兩端各一個(gè)。微波加熱油頁巖后，由驅(qū)替氣源20、氣體驅(qū)替閥15、巖心夾持器9、頁巖油導(dǎo)出管11、導(dǎo)入管13、壓力傳感器12構(gòu)成油頁巖滲透率測(cè)量裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過測(cè)出的測(cè)點(diǎn)壓力和已知參數(shù)便可計(jì)算出加熱后油頁巖的滲透率。由數(shù)控平流泵16、驅(qū)替活塞21、液體驅(qū)替閥14、驅(qū)替氣源20、氣體驅(qū)替閥15、巖心夾持器9、頁巖油導(dǎo)出管11、導(dǎo)入管13、壓力傳感器12構(gòu)成油頁巖巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)裝置，驅(qū)替氣源為熱蒸汽或水蒸氣，活塞容器內(nèi)盛裝有驅(qū)替液，用以進(jìn)行頁巖油的氣體或液體驅(qū)替實(shí)驗(yàn)。由此可見，本實(shí)用新型實(shí)施例所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置，可以對(duì)不同地區(qū)的油頁巖進(jìn)行微波加熱和驅(qū)替實(shí)驗(yàn)研究。可以開展不同微波功率條件下、不同加熱時(shí)間對(duì)不同地層條件下的油頁巖進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并研究其熱傳導(dǎo)規(guī)律和頁巖油氣采收率情況；并能不受外界環(huán)境影響的條件下測(cè)量微波加熱油頁巖后油頁巖的滲透率的變化；同時(shí)能進(jìn)行頁巖油驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步為頁巖油的采出提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。為優(yōu)化不同地區(qū)微波原位開采油頁巖提供開發(fā)方案的依據(jù)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置，包括計(jì)算機(jī)處理裝置，控制裝置，微波加熱裝置，驅(qū)替裝置，收集測(cè)量裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)處理裝置與控制裝置，微波加熱裝置，驅(qū)替裝置，收集測(cè)量裝置順次通過數(shù)據(jù)線連接；所述的控制裝置包括微波功率控制器、恒溫箱溫度控制器；所述微波加熱裝置包括位于恒溫箱內(nèi)的微波暗箱，位于微波暗箱內(nèi)的微波源、巖心夾持器、巖心夾持器底座；所述的驅(qū)替裝置包括通過連通管線與巖心夾持器順次連接的氣體源、氣體驅(qū)替閥，通過連通管線與巖心夾持器順次連接的平流泵、液體驅(qū)替閥、活塞容器，位于巖心夾持器下方的導(dǎo)出閥；所述收集測(cè)量裝置包括按特定間距分布在巖心夾持器上的壓力檢測(cè)傳感器、溫度傳感器，通過連通管線與巖心夾持器連接、通過數(shù)據(jù)電纜與計(jì)算機(jī)處理裝置連接的電子稱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的微波暗箱內(nèi)層涂有微波吸收劑，能避免微波反射。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的巖心夾持器所用材料為耐高溫高壓工程塑料，為圓柱體，軸線垂直于微波源，巖心夾持器位于微波源正上方。
專利摘要一種模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖的實(shí)驗(yàn)裝置。它是由計(jì)算機(jī)處理裝置，控制裝置，微波加熱裝置，驅(qū)替裝置，收集測(cè)量裝置組成。該實(shí)用新型利用恒溫箱和特制的巖心夾持器來模擬地層壓力和地層溫度，并利用微波暗室模擬真實(shí)地層條件下的微波傳播情況，從而實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)地層條件下微波加熱油頁巖，并能測(cè)量微波加熱時(shí)油頁巖礦石上的溫度分布規(guī)律。集成在裝置內(nèi)的滲透率測(cè)量裝置、驅(qū)替裝置能在不受外界環(huán)境影響的條件下準(zhǔn)確測(cè)量地層條件下微波加熱油頁巖后滲透率和驅(qū)替效果的變化。
文檔編號(hào)E21B43/241GK202673266SQ201220179619
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者王松波, 潘一, 楊雙春, 任楠, 章小明, 劉洋, 張?jiān)? 李振國 申請(qǐng)人:遼寧石油化工大學(xué)