巖心傷害的高溫高壓反應(yīng)釜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖心傷害實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超臨界0)2巖心傷害的高溫高壓反應(yīng)釜。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的針對二氧化碳巖心傷害的實(shí)驗(yàn)，均采用定容式反應(yīng)釜，即待傷害巖心與二氧化碳都是在一個固定的腔室內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，反應(yīng)釜容積固定，導(dǎo)致排驅(qū)不便、無法實(shí)時調(diào)壓、只能氣相泄壓、安全隱患較大等不足。
[0003]對于純氣體的反應(yīng)，可以通過在反應(yīng)之前抽真空的方法排除空氣對實(shí)驗(yàn)的干擾；但由于0)2的傷害反應(yīng)常有水參與，需要向反應(yīng)釜內(nèi)加水；而真空度的降低會造成水的快速蒸發(fā)，從而導(dǎo)致加水量的不確定，真空度的變化將導(dǎo)致加0)2時氣流不穩(wěn)定，水汽混入二氧化碳會對真空栗造成損害。
[0004]二氧化碳巖心傷害一般都在高壓環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對液態(tài)或臨界態(tài)的二氧化碳進(jìn)行巖心傷害實(shí)驗(yàn)時，不宜采用添加或釋放二氧化碳的方式進(jìn)行調(diào)壓:添加CO2勢必會使反應(yīng)腔與外界連通，一則導(dǎo)致反應(yīng)物的量與初始計(jì)量量不同，二則新注入的0)2溫度與反應(yīng)條件不一致產(chǎn)生的溫度差會使注入壓力產(chǎn)生波動、不易控制；當(dāng)反應(yīng)壓力大于安全壓力需要迅速降壓時，若僅靠釋放CO2的方式，則釜內(nèi)CO2泄漏至大氣壓時會產(chǎn)生大量氣體、且伴隨CO2相變(液態(tài)/超臨界CO2與氣態(tài)同時存在于管路中時是多相流動，流動阻力大)，導(dǎo)致泄壓時間長，具有很大的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為解決現(xiàn)有二氧化碳巖心傷害實(shí)驗(yàn)均是在固定容積的反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)過程存在二氧化碳排驅(qū)不便、無法實(shí)時調(diào)壓、只能氣相泄壓、安全隱患較大等一系列問題。
[0007]( 二 )技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于超臨界CO2巖心傷害的高溫高壓反應(yīng)釜，包括:釜體和蓋體，所述釜體設(shè)有內(nèi)腔，所述蓋體密封連接在所述內(nèi)腔的開口處；所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有能沿豎直方向移動的活塞，所述活塞與所述內(nèi)腔的內(nèi)壁密封接觸；
[0009]所述內(nèi)腔的頂部連接有反應(yīng)介質(zhì)出口管路和壓力表，所述內(nèi)腔的底部連接有加壓介質(zhì)出入管路；所述內(nèi)腔的側(cè)壁上連接有連通管，僅在所述活塞落于所述內(nèi)腔的底部時，所述連通管與所述活塞上方的內(nèi)腔區(qū)域連通。
[0010]其中，所述活塞將所述內(nèi)腔分隔成反應(yīng)腔和加壓腔，所述反應(yīng)腔位于所述加壓腔的上方。
[0011]其中，所述加壓腔通過管路連接有安全閥，所述安全閥用于在檢測到加壓腔內(nèi)的壓力高于預(yù)設(shè)安全壓力值時自動打開，對所述加壓腔進(jìn)行排壓。
[0012]其中，所述加壓介質(zhì)出入管路上設(shè)有加壓介質(zhì)出入閥、以及用于連接加壓介質(zhì)提供單元的接頭；所述加壓介質(zhì)提供單元為高壓手動計(jì)量栗，所述高壓手動計(jì)量栗能對所述加壓腔進(jìn)行正向加壓與逆向降壓操作。
[0013]其中，所述蓋體設(shè)置在所述內(nèi)腔的頂部，所述反應(yīng)介質(zhì)出口管路穿過所述蓋體。
[0014]其中，所述蓋體包括密封蓋與緊固蓋，所述密封蓋與所述內(nèi)腔的開口密封連接，所述緊固蓋與所述釜體緊固連接，所述緊固蓋用于固定所述密封蓋。
[0015]其中，所述密封蓋容置于所述緊固蓋內(nèi)，所述反應(yīng)介質(zhì)出口管路與所述密封蓋固定連接，所述緊固蓋的中部套設(shè)在所述反應(yīng)介質(zhì)出口管路上。
[0016]其中，所述密封蓋上設(shè)有與所述內(nèi)腔的開口相匹配的密封段，所述密封段的外側(cè)設(shè)有密封圈，所述密封蓋通過所述密封圈與所述內(nèi)腔的開口處密封連接。
[0017]其中，所述緊固蓋通過螺紋與所述釜體連接，所述緊固蓋還連接有用于限制其轉(zhuǎn)動的鎖緊單元。
[0018]其中，所述鎖緊單元為設(shè)置在所述反應(yīng)介質(zhì)出口管路與所述緊固蓋之間的卡簧。
[0019](三)有益效果
[0020]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明公布了一種用于超臨界0)2巖心傷害的高溫高壓反應(yīng)釜，通過設(shè)置能在內(nèi)腔內(nèi)上下自由滑動的活塞，將內(nèi)腔分隔成兩個相對獨(dú)立的腔室，兩個腔室內(nèi)的介質(zhì)不會混在一起；通過改變加壓腔內(nèi)的壓力，即可實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)腔內(nèi)壓力的調(diào)節(jié)，再結(jié)合相同壓力變化時三相態(tài)物質(zhì)的體積變化相差較大的情況，選用液體作為加壓介質(zhì)，調(diào)壓是需要增加或排出的加壓介質(zhì)量較少，調(diào)壓方便、速度快；由于二氧化碳比空氣重，因此考慮將連通管設(shè)置在內(nèi)腔的下部，方便驅(qū)除內(nèi)腔內(nèi)的空氣；總體來說，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)如下幾點(diǎn)有益效果:
[0021]1、液體輔助安全控壓:可實(shí)現(xiàn)快捷、有效、平穩(wěn)地控制內(nèi)腔內(nèi)的最高安全壓力；
[0022]2、液體輔助平穩(wěn)調(diào)壓:可實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)、實(shí)時地增加或降低反應(yīng)腔內(nèi)的壓力；
[0023]3、排除空氣干擾:目前氣體反應(yīng)釜均未考慮該問題，尤其是氣液兩相共存時，底部連通管的設(shè)計(jì)十分必要。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明所述釜體與蓋體處于分離狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明所述釜體與蓋體處于組合狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是圖1的左視圖。
[0027]其中，1、釜體;101、安全閥;102、活塞;103、加壓介質(zhì)出入閥;104、反應(yīng)介質(zhì)入口閥;1041、連通管;105、反應(yīng)腔;106、加壓腔;201、密封蓋;202、緊固蓋;203、壓力表;204、反應(yīng)介質(zhì)出口閥；205、密封圈；301、接頭；302、高壓手動計(jì)量栗。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0030]在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0031]如圖1-3所示，本發(fā)明公布了一種用于超臨界CO2巖心傷害的高溫高壓反應(yīng)釜，是一種用于實(shí)驗(yàn)室的分析三相態(tài)二氧化碳巖心傷害的裝置，其包括:釜體I和蓋體，所述釜體I設(shè)有內(nèi)腔，所述蓋體密封連接在所述內(nèi)腔的開口處；所述內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有能沿豎直方向移動的活塞102，所述活塞102與所述內(nèi)腔的內(nèi)壁密封接觸；
[0032]所述內(nèi)腔的頂部連接有反應(yīng)介質(zhì)出口管路和壓力表203，所述內(nèi)腔的底部連接有加壓介質(zhì)出入管路；所述內(nèi)腔的側(cè)壁上連接有連通管1041，僅在所述活塞102落于所述內(nèi)腔的底部時，所述連通管1041與所述活塞102上方的內(nèi)腔區(qū)域連通。
[0033]蓋體將內(nèi)腔密封，使其與外界隔離；本發(fā)明在內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置活塞102的結(jié)構(gòu)，活塞102能在加壓介質(zhì)的推動力作用下，在內(nèi)腔內(nèi)自行向上滑動，因此，在不考慮活塞102和巖心重量的情況下，活塞102兩側(cè)的壓力是一致的；該結(jié)構(gòu)可以排除非反應(yīng)介質(zhì)對巖心傷害實(shí)驗(yàn)的干擾，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時壓力的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了安全控壓。
[0034]反應(yīng)介質(zhì)為二氧化碳，比空氣重，因此將連通管1041設(shè)置在內(nèi)腔的側(cè)壁上，只有當(dāng)活塞102完全落下時，連通管1041才與活塞102上部的空間連通，連通管1041上設(shè)有反應(yīng)介質(zhì)入口閥104，反應(yīng)介質(zhì)入口閥104通入二氧化碳后，可以將內(nèi)腔內(nèi)的空氣緩緩驅(qū)離。
[0035]活塞102將其上下的兩個區(qū)域隔離開來，下部的加壓介質(zhì)不會混入活塞102上部，排除了非反應(yīng)介質(zhì)對實(shí)驗(yàn)的干擾。
[0036]反應(yīng)介質(zhì)出口管路設(shè)置在頂部，無論活塞102處于何處，都能將反應(yīng)介質(zhì)排出；加壓介質(zhì)出入管路設(shè)置在底部，即使活塞102處于完全落下的狀態(tài)，也可以將加壓介質(zhì)通入內(nèi)腔。
[0037]考慮到物質(zhì)在相同壓力變化的情況下，三態(tài)之間的體積變化相差較大，因此選用液態(tài)物質(zhì)作為加壓介質(zhì)以調(diào)節(jié)二氧化碳巖心傷害的反應(yīng)環(huán)境，在高壓環(huán)境下，只需通入少量的加壓介質(zhì)，活塞102上部的實(shí)驗(yàn)環(huán)境即可發(fā)生較大的改變，增壓、泄壓過