一種地下儲氣庫模擬實驗裝置的制造方法
【專利摘要】一種地下儲氣庫模擬實驗裝置，可解決傳統(tǒng)的儲氣庫模擬實驗裝置不能直觀地觀察儲氣庫建庫、運行、混氣現(xiàn)象，從而不能很好地分析儲氣庫的運行及混氣機理的技術(shù)問題；包括氣體容器和氣體增壓泵，氣體容器和氣體增壓泵之間通過管線連接，還包括可視化砂巖孔隙模型，可視化砂巖孔隙模型設(shè)置在恒溫箱里，可視化砂巖孔隙模型通過管線與氣體增壓泵連接，所述可視化砂巖孔隙模型的上方設(shè)置攝像機，還包括分離器，分離器通過管線與可視化砂巖孔隙模型連接；本實用新型結(jié)合攝像機與計算機的數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果，可通過模擬儲氣庫建庫、注采及混氣過程，直觀地觀察相關(guān)滲流現(xiàn)象，有效地分析各過程中的驅(qū)替及混合機理，并準確的計算孔隙介質(zhì)的分形維數(shù)和擴散系數(shù)。
【專利說明】
一種地下儲氣庫模擬實驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于地下儲氣庫建設(shè)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下儲氣庫模擬實驗裝置及實驗方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]天然氣是國家的戰(zhàn)略性資源，為保證國家能源安全，世界各國建立起了地下儲氣庫。目前，各國對儲氣庫建庫、運行機理、混氣機理的研究從未停止，特別是這幾年，在世界石油供應(yīng)緊張、油價動蕩起伏的國際背景下，天然氣在國民經(jīng)濟發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日漸顯著。天然氣在其生產(chǎn)、運輸和使用過程中，存在著用氣需求的波動性和儲存的特殊性，隨著時段、季節(jié)的不同，會出現(xiàn)用氣高峰與低峰，采用建設(shè)與長輸管線、用戶市場相配套的天然氣地下儲氣庫的方式來運輸天然氣可保障經(jīng)濟、安全、高效地供氣?，F(xiàn)有的庫氣庫模擬實驗方法大多依托非可視的實驗裝置且多用于建庫方法研究、滲透率測試及庫容量的獲取，不能直觀地觀察儲氣庫建庫、運行、混氣現(xiàn)象，從而不能很好地分析儲氣庫的運行機理及混氣機理?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0003]本實用新型提出的一種地下儲氣庫模擬實驗裝置，可解決傳統(tǒng)的儲氣庫模擬實驗裝置不能直觀地觀察儲氣庫建庫、運行、混氣現(xiàn)象，從而不能很好地分析儲氣庫的運行機理及混氣機理的技術(shù)問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種地下儲氣庫模擬實驗裝置，包括氣體容器和氣體增壓栗，氣體容器和氣體增壓栗之間通過管線連接，還包括可視化砂巖孔隙模型，可視化砂巖孔隙模型設(shè)置在恒溫箱里，可視化砂巖孔隙模型通過管線與氣體增壓栗連接，所述可視化砂巖孔隙模型的上方設(shè)置攝像機，還包括分離器，分離器通過管線與可視化砂巖孔隙模型連接。
[0006]進一步的，還包括中間容器一、中間容器二及恒速恒壓栗，所述中間容器一、中間容器二的一端分別通過管線與可視化砂巖孔隙模型連接，所述中間容器一及中間容器二的另一端分別通過管線與恒速恒壓栗連接。
[0007]進一步的，還包括計算機，所述可視化砂巖孔隙模型及攝像機分別與計算機連接。
[0008]進一步的，還包括依次通過管線連接的回壓閥、緩沖容器二及回壓栗，所述回壓閥還與可視化砂巖孔隙模型通過管線連接。
[0009]進一步的，所述氣體增壓栗與可視化砂巖孔隙模型之間設(shè)置緩沖容器一。
[0010]進一步的，所述氣體容器與氣體增壓栗之間、所述氣體增壓栗與可視化砂巖孔隙模型之間、所述回壓閥與緩沖容器二之間的管線上分別設(shè)置壓力表。
[0011]進一步的，所述可視化砂巖孔隙模型與計算機之間設(shè)置壓差傳感器。
[0012]進一步的，所述氣體增壓栗與可視化砂巖孔隙模型之間還設(shè)置調(diào)壓閥。
[0013]進一步的，所述氣體增壓栗、中間容器一、中間容器二與可視化砂巖孔隙模型之間的管線上分別設(shè)置單向閥。
[0014]進一步的，所述分離器與計算機連接，分離器與計算機之間還設(shè)置氣體計量計。
[0015]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型的一種地下儲氣庫模擬實驗裝置具有以下有益效果:
[0016]本實用新型所述的一種地下儲氣庫模擬實驗裝置，結(jié)合攝像機與計算機的數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果，可通過模擬儲氣庫建庫、注采及混氣過程，直觀地觀察相關(guān)滲流現(xiàn)象，有效地分析各過程中的驅(qū)替及混合機理，并有效計算孔隙介質(zhì)的分形維數(shù)和擴散系數(shù)。【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0019]如圖1所示，本實施例所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，包括氣體容器1和氣體增壓栗2,氣體容器1和氣體增壓栗2之間通過管線連接，還包括可視化砂巖孔隙模型7,可視化砂巖孔隙模型7設(shè)置在恒溫箱15里，可視化砂巖孔隙模型7通過管線與氣體增壓栗2連接，所述可視化砂巖孔隙模型7的上方設(shè)置攝像機8,還包括分離器13,分離器13通過管線與可視化砂巖孔隙模型7連接;所述氣體容器1用于裝氣體，所述的氣體增壓栗2適用于為空氣、氦氣、氬氣、氮氣、二氧化碳等氣體的增壓，所述可視化砂巖孔隙模型7是用實際巖芯經(jīng)過處理制片粘夾在兩個光學(xué)玻璃之間而制成，它不僅保持了真實巖芯的性質(zhì)，還具有很好的透光性，可制作成均質(zhì)模型、非均質(zhì)模型、背斜模型、復(fù)合韻律模型，根據(jù)實驗要求采用水平或順直方式放置，用于分析微觀孔隙結(jié)構(gòu)對儲氣庫滲流機理的影響;所述恒溫箱15用于設(shè)置恒定溫度，把可視化砂巖孔隙模型7設(shè)置在恒溫箱15里為實驗提供所需的恒溫環(huán)境，用于模擬儲氣庫地層溫度，具體恒溫箱15控溫精度為0.3級，采用PID自動控制并調(diào)節(jié)溫度;所述攝像機8用于拍攝可視化模型中流體的流動動態(tài)，所述分離器13用于存儲可視化砂巖孔隙模型 7排出的氣體或流體，并將氣液分開放置。
[0020]還包括中間容器一5、中間容器二6及恒速恒壓栗4,所述中間容器一5、中間容器二 6的一端分別通過管線與可視化砂巖孔隙模型7連接，所述中間容器一 5及中間容器二6的另一端分別通過管線與恒速恒壓栗4連接;所述中間容器一5、中間容器二6分別用于裝水、油兩種流體，所述的恒速恒壓栗4可實現(xiàn)連續(xù)無脈沖、恒速、恒壓運行，計量準確，精度高，具有壓力保護及位置上下限保護的功能。
[0021]還包括計算機9,所述可視化砂巖孔隙模型7及攝像機8分別與計算機9連接;所述計算機安裝專業(yè)實驗軟件，用于控制實驗及接受實驗測量裝置返回的數(shù)據(jù)比如流量、壓力、 圖像數(shù)據(jù)。[〇〇22] 還包括依次通過管線連接的回壓閥10、緩沖容器二11及回壓栗12,所述回壓閥10 還與可視化砂巖孔隙模型7通過管線連接;所述回壓閥10用于穩(wěn)壓控制、過載壓力控制和高壓安全釋放，以實現(xiàn)按地層條件實驗和安全控制，相當(dāng)于設(shè)定地層壓力，當(dāng)注入壓力大于此壓力流體才能流動，緩沖容器二11用于緩沖控制回壓的流體，保證安全，回壓栗12用于施加回壓時提供動力源。
[0023]所述氣體增壓栗2與可視化砂巖孔隙模型7之間設(shè)置緩沖容器一 3;緩沖容器一 3用于緩沖注入氣體，防止氣壓過大有安全隱患。
[0024]所述氣體容器1與氣體增壓栗2之間、所述氣體增壓栗2與可視化砂巖孔隙模型7之間、所述回壓閥10與緩沖容器二11之間的管線上分別設(shè)置壓力表16;壓力表16用于顯示管線中的壓力，便于實驗時讀出所需要的具體壓力參數(shù)。[〇〇25]所述可視化砂巖孔隙模型7與計算機9之間設(shè)置壓差傳感器20,壓差傳感器20用于把可視化砂巖孔隙模型7的相關(guān)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳送給計算機9。
[0026]上述管線上分別設(shè)置調(diào)節(jié)閥17,所述氣體增壓栗2與可視化砂巖孔隙模型7之間還設(shè)置調(diào)壓閥18，便于實驗控制。
[0027]所述氣體增壓栗2、中間容器一5、中間容器二6與可視化砂巖孔隙模型7之間的管線上分別設(shè)置單向閥19,防止用于實驗的輸入物質(zhì)倒流，影響實驗效果。
[0028]所述分離器13與計算機9連接，分離器13與計算機9之間還設(shè)置氣體計量計14;氣體計量計14用于計量流出氣體流量，用于實驗所需參數(shù)。
[0029]在使用時，根據(jù)具體實驗要求，選用相應(yīng)的可視化砂巖孔隙模型7及其他相關(guān)設(shè)備，并連接各設(shè)備，根據(jù)不同的實驗?zāi)康?，向可視化砂巖孔隙模型7入口注入不同的實驗流體，并通過計算機觀察并記錄圖形、壓力、流量相關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)，來根據(jù)實驗數(shù)據(jù)具體分析實驗過程，并得出結(jié)論。本實施例結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，便于相關(guān)實驗。
[0030]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種地下儲氣庫模擬實驗裝置，包括氣體容器(1)和氣體增壓栗(2)，氣體容器(1)和 氣體增壓栗(2)之間通過管線連接，其特征在于:還包括可視化砂巖孔隙模型(7)，可視化砂 巖孔隙模型(7)設(shè)置在恒溫箱(15)里，可視化砂巖孔隙模型(7)通過管線與氣體增壓栗(2) 連接，所述可視化砂巖孔隙模型(7)的上方設(shè)置攝像機(8)，還包括分離器(13)，分離器(13) 通過管線與可視化砂巖孔隙模型(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:還包括中間容器一 (5)、中間容器二(6)及恒速恒壓栗(4)，所述中間容器一(5)、中間容器二(6)的一端分別通 過管線與可視化砂巖孔隙模型(7)連接，所述中間容器一 (5)及中間容器二(6)的另一端分 別通過管線與恒速恒壓栗(4)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:還包括計算機 (9)，所述可視化砂巖孔隙模型(7)及攝像機(8)分別與計算機(9)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:還包括依次通過管線 連接的回壓閥(10)、緩沖容器二(11)及回壓栗(12)，所述回壓閥(10)還與可視化砂巖孔隙 模型(7)通過管線連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述氣體增壓栗(2) 與可視化砂巖孔隙模型(7)之間設(shè)置緩沖容器一 (3)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述氣體容器(1)與 氣體增壓栗(2)之間、所述氣體增壓栗(2)與可視化砂巖孔隙模型(7)之間、所述回壓閥(10) 與緩沖容器二(11)之間的管線上分別設(shè)置壓力表(16)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述可視化砂巖孔隙 模型(7)與計算機(9)之間設(shè)置壓差傳感器(20)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述氣體增壓栗(2) 與可視化砂巖孔隙模型(7)之間還設(shè)置調(diào)壓閥(18)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述氣體增壓栗(2)、 中間容器一(5)、中間容器二(6)與可視化砂巖孔隙模型(7)之間的管線上分別設(shè)置單向閥 (19)〇10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的地下儲氣庫模擬實驗裝置，其特征在于:所述分離器(13)與 計算機(9)連接，分離器(13)與計算機(9)之間還設(shè)置氣體計量計(14)。
【文檔編號】G01N33/00GK205620378SQ201620221567
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】胡書勇, 李勇凱, 陳佳, 胡國強, 劉真諦, 馬俊修, 王善善
【申請人】西南石油大學(xué)