非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括密封釜、非烴類氣體注入系統(tǒng)、蒸汽注入系統(tǒng)、排水接收器和排氣接收器，密封釜內(nèi)具有腔室，密封釜設(shè)有對(duì)腔室加熱的加熱裝置；腔室內(nèi)設(shè)有溫度探頭和壓力探頭；非烴類氣體注入系統(tǒng)和蒸汽注入系統(tǒng)通過管路與密封釜連接；排水接收器和排氣接收器通過管路與密封釜連接。本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置能動(dòng)態(tài)模擬井筒中注入非烴類氣體和蒸汽的動(dòng)態(tài)條件，模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的密封釜內(nèi)客觀條件發(fā)生的變化。可計(jì)量的處理系統(tǒng)，通過相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與計(jì)算模擬，準(zhǔn)確模擬井筒內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度、壓力、氣體組成、干度這些狀態(tài)參數(shù)。
【專利說明】
非輕類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型是關(guān)于一種稠油油藏蒸汽驅(qū)開發(fā)方法的模擬實(shí)驗(yàn)，尤其設(shè)及一種非控 類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于稠油油藏儲(chǔ)層中的原油具有粘度高、難流動(dòng)等特點(diǎn)，蒸汽驅(qū)熱采仍然是開發(fā) 稠油油藏的有效手段，但隨著近年來蒸汽驅(qū)生產(chǎn)不斷深入，大多數(shù)主力稠油區(qū)塊產(chǎn)量的上 升勢(shì)頭逐漸緩慢并開始階段性遞減。為盡可能降低蒸汽驅(qū)開發(fā)的成本，探索使用非控類替 代部分蒸汽并輔助蒸汽驅(qū)進(jìn)行熱采試驗(yàn)。非控類氣體主要是指C〇2、化等氣體(可W采用空 氣），非控類氣體和蒸汽混合注入油井中進(jìn)行蒸汽驅(qū)開采。
[0003] 在常規(guī)稠油油藏蒸汽驅(qū)實(shí)驗(yàn)室模擬領(lǐng)域中，多數(shù)實(shí)驗(yàn)是針對(duì)井筒內(nèi)僅有水蒸汽的 情況，對(duì)蒸汽驅(qū)井筒內(nèi)的狀態(tài)分析只是對(duì)單相水的物理狀態(tài)進(jìn)行分析，還沒有井筒內(nèi)采用 多介質(zhì)、多相流體混合后的狀態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)的報(bào)道。目前的蒸汽地面模擬裝置W向反應(yīng)蓋內(nèi) 直接充填所有腐蝕介質(zhì)或反應(yīng)物質(zhì)為主，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)滿足高溫高壓的靜態(tài)空間，并沒 有考慮實(shí)際動(dòng)態(tài)條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的反應(yīng)蓋內(nèi)客觀條件 發(fā)生的變化。若采用常規(guī)井筒參數(shù)模擬實(shí)驗(yàn)來模擬非控類氣體和蒸汽混合的井筒狀態(tài)會(huì)面 臨W下兩個(gè)問題：
[0004] 1、常規(guī)的蒸汽地面模擬裝置僅能模擬靜態(tài)物理環(huán)境，若同時(shí)注入空氣與水，無法 掌握容器內(nèi)汽、氣、水的=相比例，難W模擬井下動(dòng)態(tài)環(huán)境；
[0005] 2、由于注入介質(zhì)增加了空氣等非控類氣體，井筒內(nèi)的環(huán)境發(fā)生改變，原有蒸汽干 度測(cè)量裝置無法精確模擬及控制井筒內(nèi)干度等參數(shù)。所謂干度，是指每千克濕蒸汽中含有 干蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。熱力學(xué)中干度的定義為汽液共存物中，汽相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)。
[0006] 由此，本實(shí)用新型人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種非控類氣體 與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，W克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種非控類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能 精確調(diào)整密封蓋內(nèi)氣/汽的混合情況，準(zhǔn)確模擬井下任意深度的溫度、壓力狀態(tài)參數(shù)。
[000引本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種非控類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝 置，能夠校核井筒干度測(cè)試儀的精度。
[0009] 本實(shí)用新型的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種非控類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝 置，所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括：
[0010] 密封蓋，所述密封蓋內(nèi)具有用于模擬井筒的腔室，所述密封蓋上設(shè)有與所述腔室 連通的第一注入口、第二注入口、第一排出口和第二排出口；所述密封蓋設(shè)有對(duì)所述腔室加 熱的加熱裝置;所述腔室內(nèi)設(shè)有溫度探頭和壓力探頭；
[0011] 非控類氣體注入系統(tǒng)，所述非控類氣體注入系統(tǒng)通過管路與所述第一注入口連 接，用于向所述腔室內(nèi)注入非控類氣體；
[0012] 蒸汽注入系統(tǒng)，所述蒸汽注入系統(tǒng)通過管路與所述第二注入口連接，用于向所述 腔室內(nèi)注入蒸汽；
[0013] 排水接收器，所述排水接收器通過管路與所述第一排出口連接，用于接收并測(cè)量 所述密封蓋排出的液態(tài)水；
[0014] 排氣接收器，所述排氣接收器通過管路與所述第二排出口連接，用于接收并測(cè)量 所述密封蓋排出的混合氣體。
[0015] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封蓋為封閉的罐體，所述罐體具有= 層結(jié)構(gòu)的壁，從內(nèi)向外依次為第一層壁、第二層壁和第=層壁;所述第一層壁采用耐腐蝕材 料制成，所述第二層壁采用保溫材料制成，所述第=層壁采用防爆金屬外殼;所述第一層壁 與所述第二層壁之間設(shè)有加熱電阻絲，所述加熱電阻絲構(gòu)成所述加熱裝置。
[0016] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封蓋為圓柱形罐體，所述第一層壁、第 二層壁和第=層壁的厚度均為5cm;所述第一層壁采用儀銘合金制成;所述第二層壁采用石 棉制成。
[0017] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述第二層壁與所述第=層壁之間還設(shè)有水 冷盤管，所述水冷盤管用于對(duì)所述第=層壁進(jìn)行降溫。
[0018] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封蓋還設(shè)有安全閥，所述安全閥與所 述腔室連通，用于限制所述腔室內(nèi)的壓力。
[0019] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述密封蓋內(nèi)設(shè)有用于放置被測(cè)定儀器的盛 放臺(tái)，所述溫度探頭、所述壓力探頭均通過線路連接設(shè)在所述密封蓋外部的數(shù)據(jù)顯示儀。
[0020] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述非控類氣體注入系統(tǒng)包括通過管路依次 連接的氣體壓縮機(jī)、低壓氣罐、增壓累、高壓氣罐及第一流量控制器;所述第一流量控制器 通過管路連接所述第一注入口；所述第一流量控制器與所述第一注入口連接的管路上設(shè)有 第一止回閥；所述第一止回閥從所述第一流量控制器向所述第一注入口方向?qū)ā?br>[0021] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述氣體壓縮機(jī)與所述低壓氣罐之間通過耐 壓塑膠管連接;所述低壓氣罐、所述增壓累、所述高壓氣罐之間W及所述第一流量控制器、 所述第一止回閥之間的連接管路上均設(shè)有用于控制開閉的控制閥。
[0022] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述蒸汽注入系統(tǒng)包括通過管路依次連接的 水罐、平流累、蒸汽發(fā)生器及第二流量控制器;所述第二流量控制器通過管路連接所述第二 注入口；所述第二流量控制器與所述第二注入口連接的管路上設(shè)有第二止回閥；所述第二 止回閥從所述第二流量控制器向所述第二注入口方向?qū)ā?br>[0023] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述蒸汽發(fā)生器、所述第二流量控制器W及 所述第二注入口之間采用保溫管路連接;所述水罐、所述平流累、所述蒸汽發(fā)生器之間W及 所述第二流量控制器、所述第二止回閥之間的連接管路上均設(shè)有用于控制開閉的控制閥。
[0024] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述排水接收器采用儲(chǔ)水罐，所述儲(chǔ)水罐與 所述第一排出口之間的管路上設(shè)有控制閥。
[0025] 在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述排氣接收器采用儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐與 所述第二排出口之間的管路上設(shè)有控制閥。
[0026] 由上所述，本實(shí)用新型的模擬實(shí)驗(yàn)裝置能動(dòng)態(tài)模擬井筒中注入非控類氣體和蒸汽 的動(dòng)態(tài)條件，模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的密封蓋內(nèi) 客觀條件發(fā)生的變化。將密封蓋的排水和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可監(jiān)測(cè)，可計(jì)量的處理系統(tǒng)，通過 相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與計(jì)算模擬，準(zhǔn)確模擬井筒內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度、壓力、氣體組成、干度運(yùn)些狀態(tài) 參數(shù)。盡可能還原井下流動(dòng)狀態(tài)下的真實(shí)反應(yīng)情況，干度可測(cè)，系統(tǒng)注排量可控，更真實(shí)模 擬井下環(huán)境，并可W校核用于井下的干度測(cè)試儀，為井筒內(nèi)的干度測(cè)試儀設(shè)計(jì)提供支持。
【附圖說明】
[0027] W下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范 圍。其中：
[0028] 圖1:為本實(shí)用新型模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)記說明：
[0030] 1-氣體壓縮機(jī)；
[0031] 2-低壓氣罐；
[0032] 3-控制閥；
[0033] 4-增壓累；
[0034] 5-高壓氣罐；
[0035] 6-水罐；
[0036] 7-平流累；
[0037] 8-蒸汽發(fā)生器；
[003引 9-密封蓋;91-腔室;92-盛放臺(tái)；93-S層結(jié)構(gòu)的壁
[0039] 10-干度測(cè)試儀；
[0040] 11-安全閥；
[0041 ] 12-儲(chǔ)水罐；
[0042] 13-儲(chǔ)氣罐；
[0043] 141-第一止回閥；142-第二止回閥；
[0044] 151-第一流量控制器;152-第二流量控制器；
[0045] 16-壓力探頭；
[0046] 17-溫度探頭；
[0047] a-第一注入口； b-第二注入口； C-第一排出口； d-第二排出口。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】 本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0049] 實(shí)施例一
[0050] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種非控類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置， 所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括：
[0051] 密封蓋9,所述密封蓋9內(nèi)具有用于模擬井筒的腔室91，所述密封蓋9上設(shè)有與所述 腔室91連通的第一注入口 a、第二注入口 b、第一排出口 C和第二排出口 d;所述密封蓋9設(shè)有 對(duì)所述腔室91加熱的加熱裝置;所述腔室91內(nèi)設(shè)有溫度探頭17和壓力探頭16;
[0052] 非控類氣體注入系統(tǒng)，所述非控類氣體注入系統(tǒng)通過管路與所述第一注入口 a連 接，用于向所述腔室91內(nèi)注入非控類氣體；
[0053] 蒸汽注入系統(tǒng)，所述蒸汽注入系統(tǒng)通過管路與所述第二注入口 b連接，用于向所述 腔室91內(nèi)注入蒸汽；
[0054] 排水接收器，所述排水接收器通過管路與所述第一排出口 C連接，用于接收并測(cè)量 所述密封蓋9排出的液態(tài)水；
[0055] 排氣接收器，所述排氣接收器通過管路與所述第二排出口 d連接，用于接收并測(cè)量 所述密封蓋9排出的混合氣體。
[0056] 該模擬實(shí)驗(yàn)裝置能動(dòng)態(tài)模擬井筒中注入非控類氣體和蒸汽的動(dòng)態(tài)條件，模擬實(shí)際 動(dòng)態(tài)條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的密封蓋9內(nèi)客觀條件發(fā)生的變 化。將密封蓋9的排水和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可監(jiān)測(cè)，可計(jì)量的處理系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)的注排 量，精確調(diào)整密封蓋9內(nèi)氣/汽的混合情況，準(zhǔn)確模擬井下任意深度的溫度、壓力狀態(tài)參數(shù)。
[0057] 作為本實(shí)施例的一種【具體實(shí)施方式】，所述密封蓋9為封閉的圓柱形罐體，罐體內(nèi)的 腔室91也為圓柱形，腔室91的內(nèi)徑為30畑1，腔室91的高度為60畑1。所述罐體具有S層結(jié)構(gòu)的 壁93,即從罐體的內(nèi)部向外部依次為第一層壁、第二層壁和第=層壁。所述第一層壁采用耐 腐蝕材料制成，所述第二層壁采用保溫材料制成，所述第=層壁采用防爆金屬外殼，防爆金 屬外殼為現(xiàn)有技術(shù)。所述第一層壁與所述第二層壁之間設(shè)有加熱電阻絲，所述加熱電阻絲 構(gòu)成所述加熱裝置。具體的，所述第一層壁、第二層壁和第=層壁的厚度均為5cm;所述第一 層壁采用儀銘合金制成;所述第二層壁采用隔熱保溫的石棉材料制成。所述第二層壁與所 述第=層壁之間還設(shè)有水冷盤管，所述水冷盤管用于對(duì)所述第=層壁進(jìn)行降溫，避免燙傷 工作人員。水冷盤管可W與采用的防爆金屬外殼固定結(jié)合為一體，運(yùn)種結(jié)構(gòu)的水冷壁也為 現(xiàn)有技術(shù)。第=層壁同時(shí)具有降溫與防爆的功能。
[0058] 為了防止腔室91內(nèi)經(jīng)過加熱后，注入的混合氣體的壓力過大而造成危險(xiǎn)，所述密 封蓋9還設(shè)有安全閥11，所述安全閥11與所述腔室91連通，用于限制所述腔室91內(nèi)的壓力。 具體實(shí)施時(shí)，罐體上設(shè)有一個(gè)開口，通過該開口連接一個(gè)管路，該管路上設(shè)置所述安全閥 11。該安全閥11是一個(gè)壓力控制閥，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)就會(huì)自動(dòng)打開泄壓。
[0059] 所述密封蓋9內(nèi)設(shè)有用于放置被測(cè)定儀器的盛放臺(tái)92,在需要校核干度測(cè)試儀10 的精度時(shí)，將被校核的干度測(cè)試儀10放置在該盛放臺(tái)92上，所述溫度探頭17、所述壓力探頭 16均通過線路連接設(shè)在所述密封蓋9外部的數(shù)據(jù)顯示儀。放在盛放臺(tái)92上的干度測(cè)試儀10 也連接位于密封蓋9外部的數(shù)據(jù)顯示裝置，W便進(jìn)行讀數(shù)。
[0060] 圓柱形密封蓋9豎直設(shè)置，實(shí)驗(yàn)時(shí)液態(tài)水聚集在圓柱形腔室91的底部，因此，所述 第一排出口C位于圓柱形腔室91的底部，W便于向下排出液態(tài)水。所述第二排出口d位于圓 柱形腔室91的中上部一側(cè)，便于排出混合氣體。所述第一注入口 a和所述第二注入口 b設(shè)置 在圓柱形腔室91的上部一側(cè)。
[0061] 所述非控類氣體注入系統(tǒng)包括通過管路依次連接的氣體壓縮機(jī)1、低壓氣罐2、增 壓累4、高壓氣罐5及第一流量控制器151;運(yùn)些部件均為現(xiàn)有技術(shù)。所述第一流量控制器151 通過管路連接所述第一注入口 a;所述第一流量控制器151與所述第一注入口 a連接的管路 上設(shè)有第一止回閥141;所述第一止回閥141從所述第一流量控制器151向所述第一注入口 a 方向?qū)?。所述氣體壓縮機(jī)1與所述低壓氣罐2之間通過耐壓塑膠管連接;所述低壓氣罐2、 所述增壓累4、所述高壓氣罐5之間W及所述第一流量控制器151、所述第一止回閥141之間 的連接管路上均設(shè)有用于控制開閉的控制閥3。各個(gè)部件與管路連接的地方均采用快速接 頭，便于拆卸。由氣體壓縮機(jī)1收集的低壓非控類氣體存儲(chǔ)于低壓氣罐2中，再經(jīng)由增壓累4 加壓至給定模擬壓力存儲(chǔ)到高壓氣罐5中，由第一流量控制器151將定量的非控類氣體注入 密封蓋9。
[0062] 所述蒸汽注入系統(tǒng)包括通過管路依次連接的水罐6、平流累7、蒸汽發(fā)生器8及第二 流量控制器152;運(yùn)些部件均為現(xiàn)有技術(shù)。所述第二流量控制器152通過管路連接所述第二 注入口 b;所述第二流量控制器152與所述第二注入口 b連接的管路上設(shè)有第二止回閥142; 所述第二止回閥142從所述第二流量控制器152向所述第二注入口 b方向?qū)āＫ稣羝l(fā) 生器8、所述第二流量控制器152W及所述第二注入口b之間采用保溫管路連接，W保證蒸汽 的溫度在輸送中不降低，可W在普通耐壓硬質(zhì)管路的外部包裹石棉進(jìn)行保溫處理。所述水 罐6、所述平流累7、所述蒸汽發(fā)生器8之間W及所述第二流量控制器152、所述第二止回閥 142之間的連接管路上均設(shè)有用于控制開閉的控制閥3。各個(gè)部件與管路連接的地方均采用 快速接頭，便于拆卸。由平流累7將水罐6中的水輸送至蒸汽發(fā)生器8，由蒸汽發(fā)生器8將水處 理為給定模擬溫度、壓力、干度的飽和蒸汽，再由第二流量控制器152將給定量的水蒸汽注 入密封蓋9。
[0063] 所述排水接收器采用儲(chǔ)水罐12,所述儲(chǔ)水罐12與所述第一排出口 C之間的管路上 設(shè)有控制閥3。通過測(cè)量?jī)?chǔ)水罐12的質(zhì)量變化來計(jì)量其中的液態(tài)水的量。
[0064] 所述排氣接收器采用儲(chǔ)氣罐13,所述儲(chǔ)氣罐13與所述第二排出口 d之間的管路上 設(shè)有控制閥3。通過對(duì)儲(chǔ)氣罐13進(jìn)行降溫，排出到該儲(chǔ)氣罐13中的混合氣體中的蒸汽就會(huì)冷 凝形成液態(tài)水，然后通過儲(chǔ)氣罐13底部的導(dǎo)出管將液態(tài)水導(dǎo)出進(jìn)行計(jì)量，同時(shí)根據(jù)儲(chǔ)氣罐 13的質(zhì)量變化來計(jì)量排出的混合氣中非控類氣體的量。
[0065] 實(shí)施例二
[0066] 為了精確調(diào)整密封蓋9內(nèi)氣/汽的混合情況，準(zhǔn)確模擬井下任意深度的溫度、壓力 狀態(tài)參數(shù)，采用本實(shí)用新型模擬實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟：
[0067] S11、啟動(dòng)所述非控類氣體注入系統(tǒng)及所述蒸汽注入系統(tǒng)，向所述腔室91內(nèi)注入非 控類氣體和蒸汽;控制非控類氣體和蒸汽的注入量使所述腔室91內(nèi)達(dá)到設(shè)定的壓力，通過 所述加熱裝置使所述腔室91內(nèi)達(dá)到設(shè)定的溫度；
[0068] S22、通過所述排水接收器計(jì)量從所述密封蓋9排出的液態(tài)水的量；
[0069] S33、通過所述排氣接收器計(jì)量從所述密封蓋9排出的混合氣體中蒸汽的量W及非 控類氣體的量；
[0070] S44、通過所述控制閥3控制從所述密封蓋9排出的混合氣體的量W及從所述密封 蓋9排出的液態(tài)水的量。
[0071] 該實(shí)驗(yàn)方法能動(dòng)態(tài)模擬井筒中注入非控類氣體和蒸汽的動(dòng)態(tài)條件，模擬實(shí)際動(dòng)態(tài) 條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的密封蓋9內(nèi)客觀條件發(fā)生的變化。準(zhǔn) 確模擬井筒內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度、壓力、氣體組成、干度運(yùn)些狀態(tài)參數(shù)。盡可能還原井下流動(dòng) 狀態(tài)下的真實(shí)反應(yīng)情況，干度可測(cè)，系統(tǒng)注排量可控，更真實(shí)模擬井下環(huán)境。
[0072] 作為本實(shí)施例的一種【具體實(shí)施方式】，步驟Sll中注入所述腔室91的非控類氣體的 量通過所述第一流量控制器151來控制；注入所述腔室91的蒸汽的量通過所述第二流量控 制器152來控制;通過所述溫度探頭17和所述壓力探頭16讀取所述腔室91內(nèi)的溫度值和壓 力值。步驟S22中通過稱量所述儲(chǔ)水罐12的質(zhì)量變化計(jì)量得到排出的液態(tài)水的量;步驟S33 中，所述儲(chǔ)氣罐13冷卻后混合氣體中的蒸汽冷凝為液態(tài)水并排出進(jìn)行稱量，計(jì)量得到排出 的混合氣體中蒸汽的量;然后通過稱量所述儲(chǔ)氣罐13的質(zhì)量變化計(jì)量排出的混合氣體中非 控類氣體的量。
[0073] 實(shí)施例S
[0074] 為了校核井筒干度測(cè)試儀10的精度，在實(shí)施例二的實(shí)驗(yàn)方法基礎(chǔ)上，本實(shí)施例的 實(shí)驗(yàn)方法還包括如下步驟：
[0075] S10、在步驟Sll之前，向所述密封蓋9內(nèi)的盛放臺(tái)92上放置待校核的干度測(cè)試儀 10;并將該干度測(cè)試儀10與外部的數(shù)據(jù)顯示裝置連接，W便進(jìn)行讀數(shù)。
[0076] S34、在步驟S33之后，計(jì)算得到所述密封蓋9內(nèi)剩余的液態(tài)水與蒸汽的總量為:Ws =W廣恥-W3,其中
[0077] 化為密封蓋9內(nèi)剩余的液態(tài)水與蒸汽的總量，單位為摩爾(通過物質(zhì)質(zhì)量與摩爾質(zhì) 量之比即可確定摩爾量，W下同）；
[007引 Wi為注入到密封蓋9內(nèi)的蒸汽量，單位為摩爾；
[0079] W2為由儲(chǔ)水罐12計(jì)量得到的排出的液態(tài)水的量，單位為摩爾；
[0080] 化為由儲(chǔ)氣罐13計(jì)量得到的排出的蒸汽的量，單位為摩爾；
[0081] 計(jì)算得到所述密封蓋9內(nèi)剩余的非控類氣體的量為:As = Ai-A2,其中
[0082] As為密封蓋9內(nèi)剩余的非控類氣體的量，單位為摩爾；
[0083] Al為注入到密封蓋9內(nèi)的非控類氣體的量，單位為摩爾；
[0084] A2為由儲(chǔ)氣罐13計(jì)量得到的排出的非控類氣體的量，單位為摩爾；
[0085] S35、由方程A- =10"g "i+…"IMWW'225計(jì)算得到所述密封蓋9內(nèi)的蒸汽分壓力；該公 式是經(jīng)典的飽和蒸汽壓力與對(duì)應(yīng)溫度的關(guān)系方程，所謂蒸汽分壓力是蒸汽在整個(gè)氣相系統(tǒng) (即混合氣）中所占的分壓力，是密封蓋9內(nèi)剩余的蒸汽壓力。
[0086] 其中Px為密封蓋9內(nèi)的蒸汽分壓力，單位為化；
[0087] Tl為溫度探頭17測(cè)得的溫度值，單位為°C;
[008引計(jì)算得到所述密封蓋9內(nèi)蒸汽所占混合氣體的百分比Sw=PxM,同時(shí)得到密封蓋9 內(nèi)非控類氣體所占混合氣體的百分比Sa=I-Sw,其中
[0089] Sw為密封蓋9內(nèi)蒸汽所占混合氣體的百分比；
[0090] Pi為壓力探頭16測(cè)得的壓力值，單位為化；
[0091 ] Sa為密封蓋9內(nèi)非控類氣體所占混合氣體的百分比；
[0092] 然后計(jì)算得到密封蓋9內(nèi)蒸汽的干度
其中
[0093] X為計(jì)算得到的密封蓋9內(nèi)蒸汽的干度值；
[0094] S36、讀取待校核的干度測(cè)試儀10所測(cè)得的干度值踴拭，與計(jì)算得到的干度值X進(jìn)行 比較，W校核該干度測(cè)試儀10的精度。
[00M]上述實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)施時(shí)，所述非控類氣體可W采用空氣、氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w。 [0096]由上所述，本實(shí)用新型的模擬實(shí)驗(yàn)裝置能動(dòng)態(tài)模擬井筒中注入非控類氣體和蒸汽 的動(dòng)態(tài)條件，模擬實(shí)際動(dòng)態(tài)條件下，由于反應(yīng)的消耗，系統(tǒng)熱量散失等條件引發(fā)的密封蓋9 內(nèi)客觀條件發(fā)生的變化。將密封蓋9的排水和排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可監(jiān)測(cè)，可計(jì)量的處理系統(tǒng)， 通過相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與計(jì)算模擬，準(zhǔn)確模擬井筒內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度、壓力、氣體組成、干度運(yùn)些 狀態(tài)參數(shù)。盡可能還原井下流動(dòng)狀態(tài)下的真實(shí)反應(yīng)情況，干度可測(cè)，系統(tǒng)注排量可控，更真 實(shí)模擬井下環(huán)境，并可W校核用于井下的干度測(cè)試儀10,為井筒內(nèi)的干度測(cè)試儀設(shè)計(jì)提供 支持。
[0097] W上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用W限定本實(shí)用新型的范 圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變 化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬實(shí)驗(yàn)裝置 包括： 密封釜，所述密封釜內(nèi)具有用于模擬井筒的腔室，所述密封釜上設(shè)有與所述腔室連通 的第一注入口、第二注入口、第一排出口和第二排出口；所述密封釜設(shè)有對(duì)所述腔室加熱的 加熱裝置;所述腔室內(nèi)設(shè)有溫度探頭和壓力探頭； 非烴類氣體注入系統(tǒng)，所述非烴類氣體注入系統(tǒng)通過管路與所述第一注入口連接，用 于向所述腔室內(nèi)注入非烴類氣體； 蒸汽注入系統(tǒng)，所述蒸汽注入系統(tǒng)通過管路與所述第二注入口連接，用于向所述腔室 內(nèi)注入蒸汽； 排水接收器，所述排水接收器通過管路與所述第一排出口連接，用于接收并測(cè)量所述 密封釜排出的液態(tài)水； 排氣接收器，所述排氣接收器通過管路與所述第二排出口連接，用于接收并測(cè)量所述 密封釜排出的混合氣體。2. 如權(quán)利要求1所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 密封釜為封閉的罐體，所述罐體具有三層結(jié)構(gòu)的壁，從內(nèi)向外依次為第一層壁、第二層壁和 第三層壁;所述第一層壁采用耐腐蝕材料制成，所述第二層壁采用保溫材料制成，所述第三 層壁采用防爆金屬外殼;所述第一層壁與所述第二層壁之間設(shè)有加熱電阻絲，所述加熱電 阻絲構(gòu)成所述加熱裝置。3. 如權(quán)利要求2所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 密封釜為圓柱形罐體，所述第一層壁、第二層壁和第三層壁的厚度均為5cm;所述第一層壁 采用鎳鉻合金制成;所述第二層壁采用石棉制成。4. 如權(quán)利要求2所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 第二層壁與所述第三層壁之間還設(shè)有水冷盤管，所述水冷盤管用于對(duì)所述第三層壁進(jìn)行降 溫。5. 如權(quán)利要求2所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 密封釜還設(shè)有安全閥，所述安全閥與所述腔室連通，用于限制所述腔室內(nèi)的壓力。6. 如權(quán)利要求2所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 密封釜內(nèi)設(shè)有用于放置被測(cè)定儀器的盛放臺(tái)，所述溫度探頭、所述壓力探頭均通過線路連 接設(shè)在所述密封釜外部的數(shù)據(jù)顯示儀。7. 如權(quán)利要求1所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 非烴類氣體注入系統(tǒng)包括通過管路依次連接的氣體壓縮機(jī)、低壓氣罐、增壓栗、高壓氣罐及 第一流量控制器;所述第一流量控制器通過管路連接所述第一注入口；所述第一流量控制 器與所述第一注入口連接的管路上設(shè)有第一止回閥;所述第一止回閥從所述第一流量控制 器向所述第一注入口方向?qū)ā?. 如權(quán)利要求7所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 氣體壓縮機(jī)與所述低壓氣罐之間通過耐壓塑膠管連接;所述低壓氣罐、所述增壓栗、所述高 壓氣罐之間以及所述第一流量控制器、所述第一止回閥之間的連接管路上均設(shè)有用于控制 開閉的控制閥。9. 如權(quán)利要求1所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述 蒸汽注入系統(tǒng)包括通過管路依次連接的水罐、平流栗、蒸汽發(fā)生器及第二流量控制器;所述 第二流量控制器通過管路連接所述第二注入口；所述第二流量控制器與所述第二注入口連 接的管路上設(shè)有第二止回閥;所述第二止回閥從所述第二流量控制器向所述第二注入口方 向?qū)ā?0. 如權(quán)利要求9所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所 述蒸汽發(fā)生器、所述第二流量控制器以及所述第二注入口之間采用保溫管路連接;所述水 罐、所述平流栗、所述蒸汽發(fā)生器之間以及所述第二流量控制器、所述第二止回閥之間的連 接管路上均設(shè)有用于控制開閉的控制閥。11. 如權(quán)利要求1所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所 述排水接收器采用儲(chǔ)水罐，所述儲(chǔ)水罐與所述第一排出口之間的管路上設(shè)有控制閥。12. 如權(quán)利要求1所述的非烴類氣體與蒸汽井筒狀態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所 述排氣接收器采用儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐與所述第二排出口之間的管路上設(shè)有控制閥。
【文檔編號(hào)】E21B43/24GK205532541SQ201620271946
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月5日
【發(fā)明人】賀夢(mèng)琦, 張紹輝, 孫振宇, 馬振, 陳小凱, 王玲, 楊連行, 賈俊敏, 王文剛, 匡韶華, 于曉聰, 楊顯志, 趙超, 王昕 , 馬威, 馬薇, 哈長(zhǎng)鳴, 伊宏亮, 戚勇, 邵堃, 候興衛(wèi), 柏明星, 高博, 黃成剛
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司