專利名稱：過熱蒸汽生成裝置及具有該裝置的驅(qū)油物理模擬實驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及采油技術(shù)中的過熱蒸汽驅(qū)油研究的物理模擬實驗裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的用于采油的驅(qū)劑的物理模擬實驗，是通過室內(nèi)模擬油藏條件下不同驅(qū)劑在多孔介質(zhì)中流動性能和油藏條件下驅(qū)劑的驅(qū)油效率，分析測定不同驅(qū)劑對開采原油的效果，進行開發(fā)方案篩選，為礦場開展不同驅(qū)劑采油提供必要的技術(shù)支持。要開展這項研究就需要物理模擬實驗裝置，該類實驗裝置的基本構(gòu)成如中國專利公告號CN 2752886Y所公開的一種蒸汽驅(qū)油物理模擬裝置那樣，主要是模擬油藏的模型部分、向模型部分提供高壓驅(qū)替介質(zhì)的注入部分、收集從模型流出產(chǎn)出液的出液采集檢測部分、采集并檢測模型部分的溫度壓力等參數(shù)的檢測部分構(gòu)成，現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽驅(qū)油物理模擬實驗裝置中采用蒸汽生成裝置對驅(qū)替泵送入的液體(通常為二次水)加熱生成蒸汽，但現(xiàn)有的蒸汽生成裝置的產(chǎn)出的蒸汽的溫度有限，無法獲得熱蒸汽驅(qū)油實驗所需的溫度為370°C的過熱蒸汽。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于驅(qū)油物理模擬實驗裝置的獲得過熱蒸汽的過熱蒸汽生成裝置，同時提供具有該過熱蒸汽生成裝置的能夠?qū)崿F(xiàn)過熱蒸汽驅(qū)油的驅(qū)油物理模擬實驗裝置。本實用新型的過熱蒸汽生成裝置的技術(shù)方案是過熱蒸汽生成裝置，包括用于將實驗時適配的高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的出口連有用于與實驗時適配的模型部分的進口連接的熱介質(zhì)管道，所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝于所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。所述熱介質(zhì)管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。所述高溫烘箱的設置位置靠近熱介質(zhì)管道的用于與適配的模型部分進口相連的末端。本實用新型的驅(qū)油物理模擬實驗裝置的技術(shù)方案是驅(qū)油物理模擬實驗裝置，包括模擬油藏的模型部分、產(chǎn)生高壓驅(qū)替介質(zhì)并向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高壓驅(qū)替泵，所述注入部分還包括蒸汽生成裝置，過熱蒸汽生成裝置包括用于將高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的出口連有用于與模型部分的進口連接的熱介質(zhì)管道，所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝于所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。所述注入部分還包括分別容納相應驅(qū)替介質(zhì)的第一 第三中間容器、與所述高壓驅(qū)替泵及相應中間容器配合產(chǎn)生泡沫的泡沫生成裝置；所述泡沫生成裝置包括用于匯合驅(qū)替劑和高壓氣體以生成泡沫的泡沫發(fā)生器，泡沫發(fā)生器的第一個進口經(jīng)管道對應的與所述第三中間容器的出口相連，泡沫發(fā)生器的第二個進口上連有用于提供高壓氣體的經(jīng)管道依次串接的氣瓶、增壓泵；所述高壓驅(qū)替泵的出口經(jīng)管道與一個第一多通分配閥的進口連接，第一多通分配閥的多個出口經(jīng)管道分別對應的與第一 第三中間容器的各個進口、蒸汽發(fā)生器的進口相連，所述泡沫發(fā)生器的出口經(jīng)管道與第二多通分配閥的對應進口相連；蒸汽發(fā)生器的出口以及第一、第二中間容器的各個出口經(jīng)管道分別與一個第二多通分配閥的各個對應的進口相連，第二多通分配閥的出口經(jīng)管道與模型部分的進口相連；所述的蒸汽發(fā)生器的出口所連的熱介質(zhì)管道串接所述第二多通分配閥，所述模型部分為巖心管，第二多通分配閥的出口與巖心管的進口相連。所述熱介質(zhì)管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。所述高溫烘箱的設置位置靠近所述熱介質(zhì)管道的與模型部分進口相連的末端。本實用新型的過熱蒸汽生成裝置，可對水蒸汽進行梯次加熱，使過熱水蒸汽溫度達到過熱蒸汽驅(qū)物理模擬實驗的要求，從而使得具有該過熱蒸汽加熱裝置的驅(qū)油物理實驗裝置可以進行過熱蒸汽驅(qū)油物理模擬實驗。

圖1是本實用新型的驅(qū)油物理模擬實驗裝置的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的過熱蒸汽生成裝置的實施例的示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型的過熱蒸汽生成裝置的實施例，主要包括用于將實驗時適配的高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器2、套裝于蒸汽發(fā)生器2出口所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱17。熱介質(zhì)管道是指所述蒸汽發(fā)生器的出口與實驗時適配的模型部分(如圖1所示的巖心管6)的進口之間所連的管道，在本實施例中，所述高溫烘箱17的設置位置靠近熱介質(zhì)管道的與模型部分相連的末端，當然在本實用新型的其他實施例中，高溫烘箱17也可以設置于熱介質(zhì)管道的中部。另外在蒸汽發(fā)生器2出口所連熱介質(zhì)管道上除了套設高溫烘箱17之外的部分上還套設有保溫管20，另外還在保溫套管20上、高溫烘箱17上、熱介質(zhì)管道的穿出高溫烘箱17的位置上分別設有用于監(jiān)測蒸汽溫度的溫控器21、22、23。另外，為了提高熱交換效率，所述的通過保溫烘箱17和保溫套管20的管道做成螺旋狀。過熱蒸汽生成裝置在工作時，將來自高壓驅(qū)替泵1的液體(二次水)加熱汽化，產(chǎn)生設定溫度的水蒸汽并穩(wěn)定地輸送注入巖心管，在輸送過程中，高溫烘箱17可對水蒸汽進行二次加熱，將蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的320°C水蒸汽加熱到370°C，從而滿足過熱蒸汽驅(qū)物理模擬實驗的需要。將二次加熱裝置——高溫烘箱設置在蒸汽輸送管道的巖心管入口處，既保證進行370°C過熱蒸汽實驗時，將水蒸汽溫度提高到370°C，又對蒸汽沿程起到保溫作用，一舉解決提高蒸汽溫度和保持蒸汽溫度穩(wěn)定兩個技術(shù)問題。在本實施例中，所述高溫烘箱為最高溫度達到400°C的干式加熱的保溫烘箱，保溫烘箱和保溫套能夠長期穩(wěn)定地保持在400°C溫度運行。本實用新型中的過熱蒸汽生成裝置，根據(jù)實際所需的驅(qū)替介質(zhì)，也可對介質(zhì)不加熱過高溫度或不使高溫烘箱而獲得熱水或非過熱的蒸汽。如圖1所示，具有上述的過熱蒸汽生成裝置的本實用新型的驅(qū)油物理模擬實驗裝置的實施例，是一種多介質(zhì)驅(qū)油物理模擬實驗裝置，包括用于模擬油藏的模型部分、向模型部分提供多種高壓驅(qū)替介質(zhì)的注入部分、對模型部分的出液進行采集并檢測的出液采集檢測部分、對模型部分的溫度及壓力進行檢測的檢測部分。本實施例中的模型部分為巖心管 6，屬于現(xiàn)有技術(shù)，它具有與注入部分相連的進口、與出液采集檢測部分相連的出口以及供檢測部分提取相應信號的測口。本實施例中的出液采集檢測部分屬于現(xiàn)有技術(shù)，包括在巖心管6的出口所連的下游管道上依次串接的冷凝器11、回壓控制器12、量筒13、手動增壓泵 14。本實施例中的所述注入部分包括用于對相應驅(qū)替介質(zhì)提供輸送壓力的高壓驅(qū)替泵1、分別容納相應的驅(qū)替介質(zhì)的第一 第三中間容器51 53、與所述高壓驅(qū)替泵1配合產(chǎn)生蒸汽的過熱蒸汽生成裝置、與所述高壓驅(qū)替泵1及相應中間容器配合產(chǎn)生泡沫的泡沫生成裝置。圖1中的多介質(zhì)驅(qū)油物理模擬實驗裝置實施例中的過熱蒸汽生成裝置與圖2中的過熱蒸汽生成裝置的實施例基本相同，包括蒸汽發(fā)生器2和高溫烘箱17，高溫烘箱17設于巖心管6的進口處，蒸汽發(fā)生器2的進口經(jīng)管道與第一多通控制閥41的一個出口相連，通過該多通控制閥41而與高壓驅(qū)替泵1的出口連接，蒸汽發(fā)生器2出口所連熱介質(zhì)管道上串接第二多通分配閥42，第二多通分配閥42的出口與巖心管6相連。當然，在本實用新型其他的驅(qū)油物理模擬實驗裝置的實施例中，如果不需要其他的一種或多種介質(zhì)，其注入部分除了不可缺少的高壓驅(qū)替泵和過熱蒸汽生成裝置外，可省去其他任意的介質(zhì)生成裝置及相應的容器，相應的閥門和管線結(jié)構(gòu)可根據(jù)需要采用常規(guī)技術(shù)進行調(diào)整，比如將高壓驅(qū)替泵與蒸汽發(fā)生器、高溫烘箱、巖心管依次串接相連。所述泡沫生成裝置包括用于匯合驅(qū)替劑(起泡劑水溶液)和高壓氣體(空氣、氮氣或二氧化碳氣)以生成泡沫的泡沫發(fā)生器9，泡沫發(fā)生器9的第一個進口經(jīng)管道對應的與所述第三中間容器53的出口相連，泡沫發(fā)生器的第二個進口上連有用于提供高壓氣體的經(jīng)管道依次串接的氣瓶3、增壓泵7、質(zhì)量流量計8，泡沫發(fā)生器9上還連有用于觀測泡沫生成情況的泡沫觀察器10，泡沫觀察窗10可用肉眼或配套攝像頭及計算機進行監(jiān)視。所述高壓驅(qū)替泵1的出口經(jīng)管道與一個第一多通分配閥41的進口連接，第一多通分配閥41的多個出口經(jīng)管道分別對應的與第一 第三中間容器51 53的各個進口、蒸汽發(fā)生器2的進口相連，蒸汽發(fā)生器2的出口以及第一、第二中間容器51、52的各個出口經(jīng)管道分別與一個第二多通分配閥42的各個對應的進口相連，所述泡沫發(fā)生器9的出口經(jīng)管道與第二多通分配閥42的對應進口相連。第二多通分配閥42的出口經(jīng)管道與巖心管6的進口相連。本實施例中檢測部分包括溫度檢測裝置、壓力檢測裝置和計算機15。其中溫度檢測裝置屬于現(xiàn)有技術(shù)，包括采集巖心管6相應位置溫度信號的溫度傳感器以及將溫度傳感器獲得的信號轉(zhuǎn)換、顯示并輸送給計算機15的檢測電路30。本實用新型的壓力檢測裝置包括采集巖心管6相應位置壓力信號的壓力傳感器 16以及將壓力傳感器獲得的信號轉(zhuǎn)換、顯示并輸送給計算機15的檢測電路40，檢測電路40 及壓力傳感器16屬于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例針對長巖心驅(qū)替實驗，壓力波動大、壓差變動大的現(xiàn)象，采用多支不同量程壓力傳感器16并聯(lián)階梯式檢測，通過自動切換既滿足了壓力檢測量程，又保證了壓力檢測精度。為了防止在安裝和拆卸壓力傳感器16時異物進入壓力傳感器16而導致傳感器的損壞，本實用新型的壓力檢測裝置的改進之處在于，本實用新型的壓力檢測裝置還包括在各個壓力傳感器16與巖心管6的各對應測口之間連接的用于對壓力傳感器16進行隔離保護的隔離容器18，隔離容器18具有在工作時充滿蒸餾水的內(nèi)部腔體，隔離容器18具有與內(nèi)部腔體相通的兩個接口，其中一個接口通過一個三通閥門與巖心管6的測口連接，另一個接口與壓力傳感器16的信號采集端連接，在安裝和拆卸壓力傳感器連接時只需要安裝和拆卸與閥門連接的管道，避免巖心管中的介質(zhì)與傳感器的接觸從而達到保護壓力傳感器的目的。另外，為了保持實驗環(huán)境不受外界溫度影響，所述的巖心管6、第一 第三中間容器51 53、泡沫發(fā)生器9、壓力傳感器16、高溫烘箱17、隔離容器18被設置于一個恒溫箱中。本實用新型的實驗裝置在工作時，通過如下對第一、二多通分配閥41、42以及相關管閥件的組合，配合壓力檢測裝置、溫度檢測裝置可進行如下的多種模擬實驗A、使高壓驅(qū)替泵1的出口經(jīng)第一多通分配閥41根據(jù)介質(zhì)的不同可選擇與第一或第二中間容器51、52的進口連接，第一、第二中間容器51、52的出口經(jīng)第二多通分配閥42 與巖心管6的進口連接，可以進行普通化學驅(qū)物理模擬實驗。B、使高壓驅(qū)替泵1的出口經(jīng)第一多通分配閥41與蒸汽發(fā)生器2連接，蒸汽發(fā)生器 2的出口直接經(jīng)第二多通分配閥42與巖心管6的進口連接?？梢赃M行熱水驅(qū)、蒸汽驅(qū)物理模擬實驗，加上高溫烘箱17可進行過熱蒸汽驅(qū)物理模擬實驗。C、使高壓氣瓶3、氣體增壓泵7、質(zhì)量流量計8通過多通分配閥及中間容器與巖心管6連接，可進行氣驅(qū)物理模擬實驗。D、使高壓驅(qū)替泵1的出口經(jīng)第一多通分配閥41與第三中間容器53的進口連接， 第三中間容器53的出口與泡沫發(fā)生器9的進口連接，泡沫發(fā)生器9的出口經(jīng)第二多通分配閥42與巖心管6的進口連接，可以進行泡沫驅(qū)物理模擬實驗。
權(quán)利要求1.過熱蒸汽生成裝置，包括用于將實驗時適配的高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的出口連有用于與實驗時適配的模型部分的進口連接的熱介質(zhì)管道，其特征在于所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝于所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱蒸汽生成裝置，其特征在于所述熱介質(zhì)管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過熱蒸汽生成裝置，其特征在于所述高溫烘箱的設置位置靠近熱介質(zhì)管道的用于與適配的模型部分進口相連的末端。
4.驅(qū)油物理模擬實驗裝置，包括模擬油藏的模型部分、產(chǎn)生高壓驅(qū)替介質(zhì)并向模型部分注入的注入部分，所述注入部分包括高壓驅(qū)替泵，所述注入部分還包括蒸汽生成裝置，過熱蒸汽生成裝置包括用于將高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的出口連有用于與模型部分的進口連接的熱介質(zhì)管道，其特征在于所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝于所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實驗裝置，其特征在于所述注入部分還包括分別容納相應驅(qū)替介質(zhì)的第一 第三中間容器、與所述高壓驅(qū)替泵及相應中間容器配合產(chǎn)生泡沫的泡沫生成裝置；所述泡沫生成裝置包括用于匯合驅(qū)替劑和高壓氣體以生成泡沫的泡沫發(fā)生器， 泡沫發(fā)生器的第一個進口經(jīng)管道對應的與所述第三中間容器的出口相連，泡沫發(fā)生器的第二個進口上連有用于提供高壓氣體的經(jīng)管道依次串接的氣瓶、增壓泵；所述高壓驅(qū)替泵的出口經(jīng)管道與一個第一多通分配閥的進口連接，第一多通分配閥的多個出口經(jīng)管道分別對應的與第一 第三中間容器的各個進口、蒸汽發(fā)生器的進口相連，所述泡沫發(fā)生器的出口經(jīng)管道與第二多通分配閥的對應進口相連；蒸汽發(fā)生器的出口以及第一、第二中間容器的各個出口經(jīng)管道分別與一個第二多通分配閥的各個對應的進口相連，第二多通分配閥的出口經(jīng)管道與模型部分的進口相連；所述的蒸汽發(fā)生器的出口所連的熱介質(zhì)管道串接所述第二多通分配閥，所述模型部分為巖心管，第二多通分配閥的出口與巖心管的進口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的實驗裝置，其特征在于所述熱介質(zhì)管道上除了套設高溫烘箱之外的部分上還套設有保溫管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的實驗裝置，其特征在于所述高溫烘箱的設置位置靠近所述熱介質(zhì)管道的與模型部分進口相連的末端。
專利摘要本實用新型公開了一種過熱蒸汽生成裝置及具有該裝置的驅(qū)油物理模擬實驗裝置，過熱蒸汽生成裝置包括用于將實驗時適配的高壓驅(qū)替泵提供的液體變成水蒸汽的蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器的出口連有用于與實驗時適配的模型部分的進口連接的熱介質(zhì)管道，所述過熱蒸汽生成裝置還包括套裝于所連熱介質(zhì)管道上的對應部分的對水蒸汽加熱以生成過熱蒸汽的高溫烘箱。本實用新型的過熱蒸汽生成裝置，可對水蒸汽進行梯次加熱，使過熱水蒸汽溫度達到過熱蒸汽驅(qū)物理模擬實驗的要求，從而使得具有該過熱蒸汽加熱裝置的驅(qū)油物理實驗裝置可以進行過熱蒸汽驅(qū)油物理模擬實驗。
文檔編號F22G1/16GK202273662SQ201120284060
公開日2012年6月13日 申請日期2011年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月6日
發(fā)明者周輝, 孔昭柯, 張麗慶, 彭華, 李建明, 肖磊 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油勘探開發(fā)研究院