專利名稱：一種用于壓裂酸化實驗室的化學反應釜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于石油工程領域壓裂酸化實驗室高溫高壓強腐蝕條件下的化學反應釜，尤其是能實現(xiàn)階段式定量加入反應物質和增壓快速升溫功能的反應釜。
背景技術：
水力壓裂和酸化是目前廣泛使用的油氣藏儲層改造措施。水力壓裂或酸化過程中，壓裂液、支撐劑或酸液等施工材料分階段逐級泵送到地層中，在泵送過程中會發(fā)生液體(壓裂液或酸液)與固體(支撐劑、地層礦物)或者不同類型液體(壓裂液、酸液和地層流體)之間的化學反應過程。隨著所開發(fā)的油氣層埋藏深度越來越深，地層溫度和壓力也越來越高。而酸液、壓裂液和酸性的地層流體都具有一定的腐蝕性。因此，此類化學反應具有高溫、高壓、高腐蝕性的特點，而且對儲層改造措施的最終效果有很大的影響?，F(xiàn)有的室內實驗一般借助耐腐蝕材料或者添加緩蝕劑進行高溫高壓強腐蝕條件下液-固或液-液的化學反應，其局限性在于:化學反應裝置不能滿足在維持溫度、壓力條件下，分階段定量加入反應物的要求。
發(fā)明內容本實用新型的目的是:為在高溫高壓強腐蝕條件下進行化學反應，能適時向反應釜內定量添加反應物，用增壓實現(xiàn)快速升溫，特提供一種用于壓裂酸化實驗室的化學反應釜。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種用于壓裂酸化實驗室的化學反應釜，是由油浴加熱裝置、反應釜體、反應釜體密封蓋、物料加入裝置、溫度傳感器、壓力傳感器和注氣增壓裝置組成。其結構特點是:反應釜體外殼與反應釜體內襯構成雙層反應釜體結構，反應釜體外殼與反應釜體密封蓋之間用螺紋連接并密封，反應釜體內襯與反應釜體密封蓋之間用螺紋凹凸密封方式形成密封的反應腔室；在油浴加熱裝置中安裝有無級可調溫度控制器，反應釜體置入油浴加熱裝置中，對反應釜體實施可控式加熱；在反應釜體密封蓋中心部位設置有一孔，并在其內向下開設盲道，在盲道中插入溫度傳感器帶有靈敏溫度探頭的管線前端；物料加入裝置，在旋入式活塞推進結構上方設置一孔連接帶開關式量筒，在旋入式活塞推進結構下方與類漏斗狀物料導入裝置間用螺紋連接，類漏斗狀物料導入裝置由圓柱體狀和錐體狀上下兩部分無間隙連接而成，其下部接物料導入管道，在物料導入管道上裝有耐腐蝕材料制成的球閥控制開關，實現(xiàn)物料導入管開啟或關閉；在反應釜體密封蓋左端設置有一孔，類漏斗裝物料導入裝置的導入管道插入孔中伸進反應腔室，其周邊用硅膠雙O型圈密封；壓力傳感器用管線連接反應釜體密封蓋上并導入反應腔室上方，通過應變片的變化獲取反應室內的壓力數據；注氣增壓裝置用螺紋連接方式安裝在反應釜體密封蓋右端蓋上，以調節(jié)反應腔室內部壓力。反應釜體外殼由高強度不銹鋼制成，反應釜體內襯由聚四氟乙烯制成的耐高溫內襯，反應釜體密封蓋由高強度不銹鋼制成，在反應釜體密封蓋內墊有材質柔軟的耐高溫高壓、耐腐蝕硅膠密封圈。旋入式活塞推進結構上帶有精密刻度，以旋入螺紋圈數定量表征固相反應物質添加的體積，在旋入式活塞推進結構上部開孔并連接帶刻度玻璃制成的帶開關式量筒，定量表征添加液相反應物質的體積。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:(1)能夠在高溫高壓強腐蝕條件下通過帶有精確刻度的反應物加入裝置向反應釜體內適時定量添加反應物質進行液-固或液-液化學反應，符合油田現(xiàn)場分階段定量加入壓裂酸化材料的施工過程；(2)能夠通過增壓機構使反應釜體內部的溫度快速達到實驗要求。

附圖1為本實用新型化學反應釜的結構示意圖。圖中:1.無級可調溫度控制器；2.油浴加熱裝置；3.反應釜體外殼；4.反應釜體內襯；5.反應釜體密封蓋；6.盲道；7.球閥控制開關；8.類漏斗狀物料導入裝置；9.旋入式活塞推進結構；10.帶開關式量筒；11.溫度傳感器；12.壓力傳感器；13.注氣增壓裝置。
具體實施方式
依照附圖進一步說明本實用新型。參照附圖。一種高溫高壓強腐蝕條件下的類漏斗式雙層反應釜實驗裝置，主要包括:含無級可調溫度控制器I的油浴加熱裝置2 ;反應釜體外殼3和反應釜體內襯4形成的雙層釜體結構，反應釜體外殼3與反應釜體密封蓋5之間通過螺紋連接密封，使反應釜體內襯4與反應釜體密封蓋5間形成反應腔室，并在反應釜體密封蓋5內墊有材質柔軟的耐高溫高壓、耐腐蝕硅膠密封圈；反應釜體密封蓋5上開孔，并在其內向下開設盲道6 ;反應物加入裝置由含球閥控制開關7的類漏斗狀物料導入裝置8、旋入式活塞推進結構9及帶開關式量筒10組成，其中，旋入式活塞推進結構9上帶有精密刻度，以旋入螺紋圈數定量表征固相反應物質的添加，旋入式活塞推進結構9上方開孔連接有帶開關式量筒10，可定量添加液相反應物質，旋入式活塞推進結構9下方與類漏斗狀物料導入裝置8間以螺紋連接方式接觸；類漏斗狀物料導入裝置8周邊采用硅膠雙O型圈密封以確保密封效果；溫度傳感器11帶有靈敏溫度探頭的管線前段插入開孔于反應釜體密封蓋5上的盲道6內以獲取反應室內溫度；壓力傳感器12通過管線連接反應釜體密封蓋5上并導入反應室上方，通過應變片的變化獲取反應室內的壓力數據；注氣增壓裝置13通過螺栓連接方式安裝于反應釜體密封蓋5上，以調節(jié)反應室內部壓力。依附圖所示，本實用新型的工作過程如下:檢查各密封件，準備就緒后，旋緊反應釜體密封蓋5確保密封完好；在反應釜體密封蓋5上安裝類漏斗狀物料導入裝置8、旋入式活塞推進結構9、壓力傳感器12，注氣增壓裝置13，于盲道6內插入溫度傳感器11帶有靈敏溫度探頭的管線前端，同時對相應的接觸面(處)進行密封。各機構安裝完畢后，對反應釜體反應室內進行增壓，并通過壓力傳感器12獲取反應室內壓力狀況；待反應室內壓力達到實驗要求壓力條件時，停止施壓并保持反應室內壓力不變。將整個反應釜體裝置置于油浴加熱裝置2中，通過油浴升溫加熱方式對反應釜體裝置進行加熱，通過溫度傳感器11檢測反應室內溫度情況。通過無級可調溫度控制器I使反應室內溫度達到實驗要求。當需要向反應室內加入固相反應物質時，保持球閥控制開關7處于關閉狀態(tài)，打開反應物加入機構上旋入式活塞推進結構9，以旋入式活塞推進結構9旋入螺紋圈數計量固相反應物質加入量，最后打開球閥控制開關7向反應室內添加固相反應物質；當需要向反應室內加入液相反應物質時，保持球閥控制開關7和帶開關式量筒10上開關處于關閉狀態(tài)，通過反應物加入裝置上帶開關式量筒10加入液相反應物質，達到預定添加量時，停止添加，打開球閥控制開關7和帶開關式量筒10上開關，向反應室內添加液相反應物質。在一定溫度壓力的條件下，各反應物質在反應室內反應一定時間后，停止加熱，撤離油浴加熱裝置2和溫度傳感器11，通過外冷卻方式對反應釜體裝置進行冷卻。待冷卻至常溫時，通過注氣增壓裝置13排氣泄壓，然后卸下反應釜體密封蓋5。取出反應后的物質體系并進行相應的性能參數測試，完成對高溫高壓強腐蝕條件下反應后體系的性能評價。
權利要求1.一種用于壓裂酸化實驗室的化學反應釜，是由油浴加熱裝置、反應釜體、反應釜體密封蓋、物料加入裝置、溫度傳感器、壓力傳感器和注氣增壓裝置組成，其特征在于:反應釜體外殼(3)和反應釜體內襯(4)構成雙層反應釜體結構，反應釜體外殼(3)和反應釜體密封蓋(5)之間用螺紋連接并密封，反應釜體內襯(4)與反應釜體密封蓋(5)間用螺紋凹凸密封方式形成密封的反應腔室；在油浴加熱裝置(2)中安裝有無級可調溫度控制器(I)，反應釜體置入油浴加熱裝置(2)中；在反應釜體密封蓋(5)中心部位設置有一孔，并在其內向下開設盲道(6)，在盲道(6)中插入溫度傳感器(11)帶有靈敏溫度探頭的管線前端；物料加入裝置，在旋入式活塞推進結構(9)的上方設置一孔連接帶開關式量筒(10)，在旋入式活塞推進結構(9)下方與類漏斗狀物料導入裝置(8)間用螺紋連接，類漏斗狀物料導入裝置(8)由圓柱體狀和錐體狀上下兩部分無間隙連接而成，其下部接物料導入管道，在物料導入管道上裝有耐腐蝕材料制成的球閥控制開關(7);在反應釜體密封蓋(5)左端設置有一孔，類漏斗狀物料導入裝置(8)的導入管道插入孔中伸進反應腔室，其周邊用硅膠雙O型圈密封；壓力傳感器(12)用管線連接反應釜體密封蓋(5)上并導入反應腔室上方；注氣增壓裝置(13)用螺紋連接方式安裝在反應釜體密封蓋(5)右端蓋上。
2.根據權利要求1所述化學反應釜，其特征是:反應釜體外殼(3)由高強度不銹鋼制成；反應釜體內襯(4)由聚四氟乙烯制成的耐高溫內襯；反應釜體密封蓋(5)由高強度不銹鋼制成,在反應釜體密封蓋(5)內墊有材質柔軟的耐高溫高壓、耐腐蝕硅膠密封圈。
3.根據權利要求1所述化學反應釜，其特征是:旋入式活塞推進結構(9)上帶有旋入螺紋圈數的精密刻度；帶開關式量筒(10)是由帶刻度玻璃制成。
專利摘要本實用新型涉及一種石油工程領域壓裂酸化實驗室高溫高壓強腐蝕條件下的化學反應釜。它能模擬現(xiàn)場條件，適時向反應釜添加反應物，實現(xiàn)快速升溫。其技術方案反應釜體外殼和內襯構成雙層反應釜體結構，反應釜體外殼與密封蓋用螺紋連接并密封，反應釜體內襯與密封蓋間形成密封的反應腔室；反應釜體置入的油浴加熱裝置，在裝置中安裝有無級可調溫度控制器；在密封蓋上設有盲道插入溫度傳感器帶有靈敏溫度探頭的管線前端；在旋入式活塞推進結構上方連接帶開關式量筒，下方與類漏斗狀物料導入裝置連接，在導入管道上裝有球閥控制開關；在密封蓋上裝有壓力傳感器和注氣增壓裝置。本實用新型符合油田現(xiàn)場分階段定量加入壓裂酸化材料，用于酸化壓裂工程研究。
文檔編號B01J19/02GK203002358SQ201220656628
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權日2012年12月4日
發(fā)明者羅丹, 楊兆中, 李小剛, 路艷軍, 韓金軒, 蘇洲 申請人:西南石油大學