本發(fā)明涉及一種適用于稠油開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域的石油開采實(shí)驗(yàn)設(shè)備，具體的是一種可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：
在稠油開采方法中，火燒油層是一種很重要的熱力采油方法，與其他采油方法相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、注入介質(zhì)為空氣，來源廣泛；2、原油中約10％的重組分在火燒過程中被燒掉，而剩余的部分經(jīng)過燃燒之后可以得到改質(zhì)；3、適用范圍廣，目前的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)表明，原油粘度大于50毫帕·秒的稠油均可以利用注空氣進(jìn)行火燒開發(fā)；4、熱量就地產(chǎn)生，熱能利用率高。與地面產(chǎn)生高溫蒸汽相比，由于冷空氣在地下被加熱直接與原油反應(yīng)，避免了注入過程中產(chǎn)生的大量熱損失。然而，空氣與原油燃燒的反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜，從目前的室內(nèi)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果看，它綜合了蒸汽驅(qū)、混相驅(qū)、二氧化碳驅(qū)等多種驅(qū)油機(jī)理。同時(shí)，反應(yīng)后產(chǎn)生高溫(600℃以上)、生產(chǎn)過程中伴隨著多相流動(dòng)、多溫度場(chǎng)等極其復(fù)雜的現(xiàn)象，也給相關(guān)機(jī)理研究帶來了許多挑戰(zhàn)，目前的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)很難為現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用提供有效的參考。因此，為了充分發(fā)揮火燒油層如此明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和巨大潛力，如何提供一種有效的物理模型開展相應(yīng)的物理模擬和數(shù)值實(shí)驗(yàn)意義重大。就我國現(xiàn)階段而言，新疆克拉瑪依油田、勝利油田、遼河油田正在開展或開展過火燒礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，總體上說目前仍處于先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)階段，對(duì)火燒機(jī)理的認(rèn)識(shí)還有待于進(jìn)一步深化。尤其是我國的油藏條件復(fù)雜，儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，原油性質(zhì)差異大，是火燒開發(fā)的不利因素。另外，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵控制參數(shù)(如點(diǎn)火溫度、空氣注入速度等)及火燒效果評(píng)價(jià)等方面急需通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的研究進(jìn)行獲取，以便為油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及措施調(diào)整提供指導(dǎo)。從火燒實(shí)驗(yàn)裝置來看，30年前一維燃燒管就已經(jīng)作為一種重要的火燒實(shí)驗(yàn)裝置被設(shè)計(jì)出來，目前研究機(jī)構(gòu)擁有燃燒管實(shí)驗(yàn)裝置的情況是：斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)擁有1米及1.5米的燃燒管，卡爾加里大學(xué)(CalgaryUniversity)擁有1米及2米的燃燒管，巴斯大學(xué)(BathUniversity)擁有1米的燃燒管?；馃蛯邮覂?nèi)實(shí)驗(yàn)普遍采用的一維火燒單管模型，在確定火燒點(diǎn)火溫度、注氣量及驅(qū)油效率等參數(shù)方面可以開展一些非常有效的工作。但油藏三維空間條件下火驅(qū)過程中溫度場(chǎng)分布的影響因素非常復(fù)雜，火驅(qū)效果的影響因素增加，因此，一維模型中的通過溫度探測(cè)及產(chǎn)出氣體濃度變化這兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)已不能對(duì)三維油藏火燒效果進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。比如，一維模型無法揭示火燒前緣在平面和縱向上的展布規(guī)律，蒸汽腔的擴(kuò)展情況、三維溫度場(chǎng)、飽和度場(chǎng)分布等；也無法通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M注采井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)對(duì)火燒效果的影響，不同井網(wǎng)、井距、射孔位置、不同注氣方案等參數(shù)對(duì)采收率的影響。因此研制、開發(fā)三維火燒物理模型裝置來開展相應(yīng)的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究迫在眉睫。與此同時(shí)，為了進(jìn)一步提高火燒開發(fā)效果，一些新的井型、井網(wǎng)被利用到稠油開發(fā)中，如THAI(ToetoHeelAirInjection)火燒技術(shù)。THAI火燒技術(shù)結(jié)合了水平井工藝和常規(guī)火燒油層技術(shù)，是一種非常有潛力的火燒油層接替技術(shù)。該技術(shù)是在稠油油層底部鉆一組水平生產(chǎn)井，并在距離水平井趾部一定位置處設(shè)計(jì)一口垂直注氣井。這種布井方式能很好的發(fā)揮重力泄油作用以及短距離驅(qū)替的特點(diǎn)。被加熱的原油和燃燒生成氣可以直接流入到下部的水平生產(chǎn)井，克服了傳統(tǒng)火燒蒸汽超覆及長距離驅(qū)替的缺陷，有效的提高了原油采收率。THAI火燒過程的驅(qū)油機(jī)理為在注入井注入空氣，通過加熱裝置點(diǎn)火進(jìn)行生產(chǎn)。由于燃燒產(chǎn)生的蒸汽向上擴(kuò)展，燃燒前緣與水平井呈一定角度向前推進(jìn)，燃燒帶前緣的重質(zhì)原油裂解產(chǎn)生的焦炭沉積下來，為后續(xù)燃燒提供燃料。受熱的原油粘度急劇降低，流動(dòng)阻力減小，在重力的作用下隨產(chǎn)出氣體一起流入下部的水平生產(chǎn)井。而位于移動(dòng)油帶前面的冷油區(qū)，由于粘度較大，對(duì)可流動(dòng)油產(chǎn)生較大的阻礙作用，在一定程度上可以很好的避免氣竄的影響。而現(xiàn)有的火燒實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)這些新的井型、井網(wǎng)就更加無法進(jìn)行有效地模擬。目前，國內(nèi)外THAI火燒室內(nèi)實(shí)驗(yàn)剛處于起步狀態(tài)，國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)過中石油研究院提出了長方體三維物理模型，但由于承壓低，且實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪且淮涡允褂?，無法做到重復(fù)利用；國外德克薩斯農(nóng)工大學(xué)(TexasA&MUniversity)報(bào)導(dǎo)過火燒三維模型，但沒有具體的尺寸及承壓等參數(shù)的信息?？紤]到THAI火燒實(shí)驗(yàn)過程中局部超過600℃的高溫以及整體不低于3MPa的油藏壓力，國內(nèi)外尚無大尺寸的實(shí)驗(yàn)裝置投入使用。國內(nèi)外也有人利用相似準(zhǔn)則對(duì)三維模型的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行過推導(dǎo)，但由于缺乏其他手段的支持，設(shè)計(jì)出的模型其耐壓性能難以滿足現(xiàn)場(chǎng)要求，其點(diǎn)火方式也與實(shí)際應(yīng)用的相似性也相差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有的火燒實(shí)驗(yàn)裝置無法有效模擬三維火燒采油的問題，本發(fā)明提供了一種可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，能夠模擬大尺度三維火燒采油過程，并可以實(shí)時(shí)探測(cè)在三維空間中從點(diǎn)火到平穩(wěn)燃燒的不同階段的動(dòng)態(tài)變化。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，包括反應(yīng)釜體，反應(yīng)釜體為下端封閉且上端開放的筒形，反應(yīng)釜體的上端設(shè)有端蓋，端蓋與反應(yīng)釜體可拆卸密封連接；反應(yīng)釜體內(nèi)設(shè)有模擬套管井、模擬煙囪井、模擬空氣注入井、模擬測(cè)溫井和用于對(duì)反應(yīng)釜體內(nèi)加熱的加熱裝置，模擬套管井和模擬煙囪井均固定于端蓋。所述可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置還包括產(chǎn)氣收集裝置、產(chǎn)油收集裝置、溫控模塊和溫度監(jiān)測(cè)模塊，產(chǎn)氣收集裝置用于收集模擬煙囪井的產(chǎn)出氣，產(chǎn)油收集裝置用于收集模擬套管井的產(chǎn)出液，溫控模塊用于控制加熱裝置的加熱溫度，溫度監(jiān)測(cè)模塊用于采集和監(jiān)測(cè)模擬測(cè)溫井測(cè)量的溫度。反應(yīng)釜體的容積為45升至80升，反應(yīng)釜體的上端設(shè)有法蘭，法蘭的材質(zhì)為耐高溫不銹鋼310S，反應(yīng)釜體的材質(zhì)為耐高溫哈氏合金N10276，反應(yīng)釜體與端蓋之間通過法蘭連接，反應(yīng)釜體與端蓋連接固定后的額定耐壓值為3.5MPa。反應(yīng)釜體的內(nèi)表面涂有耐火水泥涂層，反應(yīng)釜體外設(shè)有保溫套，反應(yīng)釜體內(nèi)設(shè)有隔板，隔板沿豎直方向設(shè)置，隔板能夠抽離該反應(yīng)釜體，隔板能將反應(yīng)釜體內(nèi)分為一個(gè)大空腔和一個(gè)小空腔，該大空腔的容積大于該小空腔的容積，模擬套管井、模擬煙囪井、模擬空氣注入井、模擬測(cè)溫井和用于對(duì)反應(yīng)釜體內(nèi)加熱的加熱裝置均設(shè)置在該大空腔中。模擬套管井含有內(nèi)層出油管和外層切縫套管，內(nèi)層出油管和外層切縫套管均沿豎直方向設(shè)置，外層切縫套管套設(shè)于內(nèi)層出油管外，外層切縫套管設(shè)置于反應(yīng)釜體內(nèi)，外層切縫套管與端蓋固定連接，外層切縫套管的側(cè)壁設(shè)有多個(gè)采用激光切縫的方法加工出的通透性切縫，內(nèi)層出油管的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體內(nèi)，內(nèi)層出油管的上端設(shè)置于端蓋外，內(nèi)層出油管能夠上下移動(dòng)。內(nèi)層出油管的上端外套設(shè)有填料密封外套，填料密封外套與端蓋的上端固定密封連接，內(nèi)層出油管和填料密封外套之間套設(shè)有多層石墨填料環(huán)，內(nèi)層出油管的上端外套還設(shè)有螺紋壓帽，螺紋壓帽能夠壓緊石墨填料環(huán)使內(nèi)層出油管和填料密封外套之間密封，外層切縫套管的上端固接有筒形的固定接頭，固定接頭套設(shè)在內(nèi)層出油管外，固定接頭的上端與端蓋螺紋連接。反應(yīng)釜體內(nèi)含有18個(gè)模擬測(cè)溫井，18個(gè)模擬測(cè)溫井中的2個(gè)模擬測(cè)溫井位于反應(yīng)釜體的底部，18個(gè)模擬測(cè)溫井中的另外16個(gè)模擬測(cè)溫井位于反應(yīng)釜體的中部，16個(gè)模擬測(cè)溫井等分為兩組，第一組模擬測(cè)溫井分為3列，第一組模擬測(cè)溫井中每個(gè)模擬測(cè)溫井均相互平行，第二組模擬測(cè)溫井也分為3列，第二組模擬測(cè)溫井中每個(gè)模擬測(cè)溫井也相互平行，該第一組模擬測(cè)溫井中的模擬測(cè)溫井的位置與該第二組模擬測(cè)溫井中的模擬測(cè)溫井的位置錯(cuò)開。模擬測(cè)溫井含有盲管、螺紋密封套、螺紋壓帽和錐形密封壓帽，盲管為一端封閉的管形，盲管的封閉端設(shè)置于反應(yīng)釜體內(nèi)，盲管的開放端設(shè)置于反應(yīng)釜體外，螺紋密封套套設(shè)于盲管的開放端外，螺紋密封套與反應(yīng)釜體的側(cè)壁固定密封連接，螺紋密封套設(shè)置于反應(yīng)釜體外，螺紋密封套和盲管之間套設(shè)有螺紋壓帽和錐形密封壓帽，螺紋壓帽能夠壓緊錐形密封壓帽使螺紋密封套和盲管之間密封，盲管內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。模擬空氣注入井固定于反應(yīng)釜體的下部，模擬空氣注入井含有進(jìn)氣管、錐形密封壓帽、螺紋壓帽和螺紋密封套，進(jìn)氣管呈倒L形，進(jìn)氣管的上端設(shè)置于反應(yīng)釜體內(nèi)，進(jìn)氣管的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體外，螺紋密封套套設(shè)于進(jìn)氣管的下端外，螺紋密封套與反應(yīng)釜體的側(cè)壁固定密封連接，螺紋密封套設(shè)置于反應(yīng)釜體外，螺紋密封套和進(jìn)氣管之間套設(shè)有螺紋壓帽和錐形密封壓帽，螺紋壓帽能夠壓緊錐形密封壓帽使螺紋密封套和進(jìn)氣管之間密封。模擬煙囪井含有出氣管、螺紋密封套、螺紋壓帽和錐形密封壓帽，出氣管的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體內(nèi)，出氣管的上端設(shè)置于端蓋外，螺紋密封套套設(shè)于出氣管的上端外，螺紋密封套與端蓋固定密封連接，螺紋密封套設(shè)置于端蓋外，螺紋密封套和出氣管之間套設(shè)有螺紋壓帽和錐形密封壓帽，螺紋壓帽能夠壓緊錐形密封壓帽使螺紋密封套和出氣管之間密封。本發(fā)明的有益效果是能夠模擬大尺度三維火燒采油過程，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中的溫度變化及產(chǎn)出氣液流量、氣體濃度，來探測(cè)在三維空間中從點(diǎn)火到平穩(wěn)燃燒的不同階段的動(dòng)態(tài)變化，用于研究THAI火驅(qū)及其它垂向火驅(qū)機(jī)理。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的反應(yīng)釜體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的模擬套管井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中A區(qū)的局部放大圖；圖5是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的模擬測(cè)溫井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖5中B區(qū)的局部放大圖；圖7是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的主視示意圖；圖8是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的后視示意圖；圖9是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的模擬空氣注入井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的模擬煙囪井的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖11中C區(qū)的局部放大圖。附圖標(biāo)記說明：1、產(chǎn)氣收集裝置；2、產(chǎn)油收集裝置；3、反應(yīng)釜體；4、溫控模塊；5、電源；6、氣源；7、控制閥門；8、溫度監(jiān)測(cè)模塊；11、端蓋；12、緊固螺栓；13、吊耳；14、法蘭；15、保溫套；16、模擬套管井；17、側(cè)向支腿；18、耐火水泥涂層；19、油砂；20、加熱裝置；22、下支腿；23、滑輪；24、支座；25、模擬空氣注入井；26、模擬測(cè)溫井；27、隔板；28、干砂；29、模擬煙囪井；30、石墨密封墊片；31、超壓保護(hù)裝置；41、內(nèi)層出油管；42、填料密封外套；43、固定接頭；44、外層切縫套管；45、石墨填料環(huán)；46、螺紋壓帽；51、盲管；52、螺紋密封套；53、螺紋壓帽；54、錐形密封壓帽；61、電加熱棒；62、加熱裝置外壁；63、固定螺帽；71、進(jìn)氣管；72、錐形密封壓帽；73、螺紋壓帽；74、螺紋密封套；81、出氣管；82、螺紋密封套；83、螺紋壓帽；84、錐形密封壓帽。具體實(shí)施方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，包括反應(yīng)釜體3，反應(yīng)釜體3為下端封閉且上端開放的筒形，反應(yīng)釜體3的上端設(shè)有端蓋11，端蓋11與反應(yīng)釜體3可拆卸密封連接；反應(yīng)釜體3內(nèi)設(shè)有的模擬套管井16、模擬煙囪井29、模擬空氣注入井25、模擬測(cè)溫井26和用于對(duì)反應(yīng)釜體3內(nèi)加熱的加熱裝置20，模擬套管井16和模擬煙囪井29均固定于端蓋11。本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，采用反應(yīng)釜體3與端蓋11的密封連接的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)反應(yīng)釜體3的體積，從而能夠模擬在較大的三維空間中，模擬稠油與空氣在孔隙介質(zhì)中的反應(yīng)行為以及火燒采油的動(dòng)態(tài)過程。通過對(duì)溫度及產(chǎn)出氣液流量、氣體濃度的測(cè)定，得到油水采出動(dòng)態(tài)、氣體濃度隨時(shí)間的變化過程，為稠油油藏火燒機(jī)理的研究、火燒效果的評(píng)價(jià)提供重要的研究手段。本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，適用于模擬THAI火燒過程、常規(guī)直井火燒過程及SAGD火燒過程。如圖1所示，所述可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置還包括產(chǎn)氣收集裝置1(例如，氣體分析儀)、產(chǎn)油收集裝置2(例如，三相分離器)、溫控模塊4和溫度監(jiān)測(cè)模塊8，產(chǎn)氣收集裝置1用于收集模擬煙囪井29的產(chǎn)出氣，產(chǎn)油收集裝置2用于收集模擬套管井16的產(chǎn)出液，溫控模塊4用于控制加熱裝置20的加熱溫度，溫度監(jiān)測(cè)模塊8用于采集和監(jiān)測(cè)模擬測(cè)溫井26測(cè)量的溫度。如圖2所示，反應(yīng)釜體3的具體結(jié)構(gòu)為圓筒形，從端蓋11的頂面到反應(yīng)釜體3的底面的總長度為650mm-700mm；反應(yīng)釜體3的內(nèi)徑為360mm-400mm，壁厚為15mm-18mm，容積為45升至80升。在如圖2所示的一個(gè)具體的實(shí)施例中，反應(yīng)釜體3的容積為54.5L，是真正意義上的大尺寸三維火燒實(shí)驗(yàn)裝置。在反應(yīng)釜體3的上端設(shè)有法蘭14，根據(jù)高溫壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，反應(yīng)釜體3的材質(zhì)為耐高溫哈氏合金N10276，該法蘭的材質(zhì)為耐高溫不銹鋼310S，該法蘭的厚度為92mm，以使反應(yīng)釜體3在進(jìn)行600℃高溫火燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，不會(huì)由于溫度過高發(fā)生屈服或者變形引起密封失效，同時(shí)也克服了目前國內(nèi)同類實(shí)驗(yàn)裝置只能使用一次就會(huì)由于高溫而報(bào)廢的弊端；設(shè)置于端蓋11下端的法蘭以10根緊固螺栓12與反應(yīng)釜體3的法蘭14連接，該緊固螺栓12是材料為30CrMo的M39螺栓，并以厚度為4mm的石墨密封墊片30密封；反應(yīng)釜體3與端蓋11連接固定后的額定耐壓值為3.5MPa。另外，在反應(yīng)釜體3的內(nèi)表面涂有耐火水泥涂層18，反應(yīng)釜體3外設(shè)有保溫套15，反應(yīng)釜體3內(nèi)設(shè)有隔板27，隔板27沿豎直方向設(shè)置，隔板27能夠抽離該反應(yīng)釜體3，隔板27能將反應(yīng)釜體3內(nèi)分為一個(gè)大空腔和一個(gè)小空腔，該大空腔的容積大于該小空腔的容積，模擬套管井16、模擬煙囪井29、模擬空氣注入井25、模擬測(cè)溫井26和用于對(duì)反應(yīng)釜體3內(nèi)加熱的加熱裝置20均設(shè)置在該大空腔中。在實(shí)驗(yàn)初始階段裝料時(shí)，如圖2所示，將反應(yīng)釜體3豎直放置，通過下支腿22與滑輪23能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，也可調(diào)節(jié)支座24將反應(yīng)釜體3固定于地面上，裝料時(shí)將隔板27放入反應(yīng)釜體3內(nèi)并形成該大空腔和該小空腔，該大空腔內(nèi)放入按照實(shí)驗(yàn)需要制備好的油砂19，該小空腔內(nèi)放入干砂28以模擬相鄰地層，在裝料結(jié)束后將隔板27抽出；端蓋11上還設(shè)置有超壓保護(hù)裝置31；實(shí)驗(yàn)時(shí)通過吊耳13將反應(yīng)釜體3放倒，并通過側(cè)向支腿17將反應(yīng)釜體3橫向放置在地面上。如圖3及圖4所示，為了能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整模擬套管井16與反應(yīng)釜體3內(nèi)的火燒采油火線的相對(duì)位置，模擬套管井16設(shè)有內(nèi)層出油管41和外層切縫套管44，內(nèi)層出油管41和外層切縫套管44均沿豎直方向設(shè)置，外層切縫套管44套設(shè)于內(nèi)層出油管41外；外層切縫套管44設(shè)置于反應(yīng)釜體3內(nèi)，以螺紋連接的方式固定與端蓋11的內(nèi)側(cè)；內(nèi)層出油管41的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體3內(nèi)，內(nèi)層出油管41的上端密封固定設(shè)置于端蓋11外，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在保障密封的情況下，內(nèi)層出油管41能夠上下移動(dòng)，并抽出一定長度。如圖3所示，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先通過焊接的方式將外層切縫套管44焊接在固定接頭43上，然后通過固定接頭43的螺紋將固定接頭43與外層切縫套管44固定在端蓋11的內(nèi)側(cè)螺紋孔上，將石墨填料環(huán)45放入填料密封外套42的內(nèi)部，將內(nèi)層出油管41塞入石墨填料環(huán)45的內(nèi)孔，最后將螺紋壓帽46與填料密封外套42連接擰緊，通過螺紋壓帽46壓緊石墨填料環(huán)45實(shí)現(xiàn)密封；需要調(diào)整內(nèi)層出油管41的位置時(shí)，將螺紋壓帽46松開，將內(nèi)層出油管41往外側(cè)提拉一定距離，再擰緊螺紋壓帽46即可。其中，外層切縫套管44為外徑8mm、壁厚1mm的316L不銹鋼管，為了防止沙粒進(jìn)入內(nèi)層出油管41，外層切縫套管44用激光切縫的方法加工了8列共72條通透性切縫，縫寬是0.1mm，縫長是30mm；內(nèi)層出油管41為外徑4mm、壁厚1mm的316L不銹鋼管，固定接頭43通過M12螺紋與端蓋11連接；石墨填料環(huán)45的外徑是8mm，內(nèi)徑是4mm，厚度是2mm，每次密封需要3-4個(gè)石墨填料環(huán)45形成一組填料密封；螺紋壓帽46具有直徑為4.5mm的通孔，通過M14×1的螺紋與填料密封外套42連接并實(shí)現(xiàn)壓緊石墨填料環(huán)45形成密封。如圖5至圖8所示，反應(yīng)釜體3內(nèi)含有18個(gè)模擬測(cè)溫井26，其中，反應(yīng)釜體3的中部側(cè)壁上根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要分布有16個(gè)模擬測(cè)溫井26，其余的2個(gè)模擬測(cè)溫井26設(shè)于反應(yīng)釜體3的底部。如圖7及圖8所示，16個(gè)模擬測(cè)溫井26等分為兩組，第一組模擬測(cè)溫井分為3列，第一組模擬測(cè)溫井中每個(gè)模擬測(cè)溫井26均相互平行，第二組模擬測(cè)溫井也分為3列，第二組模擬測(cè)溫井中每個(gè)模擬測(cè)溫井26也相互平行，該第一組模擬測(cè)溫井中的模擬測(cè)溫井26的位置與該第二組模擬測(cè)溫井中的模擬測(cè)溫井26的位置錯(cuò)開。如圖5及圖6所示，模擬測(cè)溫井26含有盲管51、螺紋密封套52、螺紋壓帽53和錐形密封壓帽54，盲管51為一端封閉的管形，盲管51的封閉端設(shè)置于反應(yīng)釜體3內(nèi)，盲管51的開放端設(shè)置于反應(yīng)釜體3外，螺紋密封套52套設(shè)于盲管51的開放端外，螺紋密封套52與反應(yīng)釜體3的側(cè)壁固定密封連接，螺紋密封套52設(shè)置于反應(yīng)釜體3外，螺紋密封套52和盲管51之間套設(shè)有螺紋壓帽53和錐形密封壓帽54，螺紋壓帽53能夠壓緊錐形密封壓帽54使螺紋密封套52和盲管51之間密封，盲管51內(nèi)設(shè)有溫度傳感器。操作時(shí)首先將錐形密封壓帽54串在盲管51上，將二者放入焊接在反應(yīng)釜體3壁面的螺紋密封套52的內(nèi)部，安裝螺紋壓帽53并擰緊。盲管51的外徑直徑為3mm，壁厚為1mm，長度根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定；螺紋壓帽53內(nèi)孔的直徑為3.5mm，通過M14×1螺紋與螺紋密封套52連接并壓緊錐形密封壓帽54實(shí)現(xiàn)線密封。反應(yīng)釜體3的底部設(shè)置有兩個(gè)內(nèi)徑為12mm的加熱裝置20，加熱裝置20的一端為盲端，且該盲端插入反應(yīng)釜體3內(nèi)的長度為90mm-100mm，加熱裝置20的材料為耐高溫哈氏合金N10276，實(shí)驗(yàn)時(shí)使用溫控模塊4設(shè)定加熱的溫度、時(shí)間以及升溫曲線等，在每個(gè)加熱裝置20的附近各設(shè)置有1個(gè)模擬測(cè)溫井26，用于檢測(cè)加熱裝置20的加熱效果。加熱裝置20的結(jié)構(gòu)如圖9所示，是以焊接方式將加熱裝置外壁62固定在反應(yīng)釜體3的底部，加熱裝置外壁62的結(jié)構(gòu)的一端為盲管，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過將加電熱棒61放入加熱裝置外壁62的內(nèi)部以實(shí)現(xiàn)加熱，并通過固定螺帽63固定電加熱棒61。電加熱棒61的外徑為10mm，長度為100mm；加熱裝置外壁62的外徑為16mm，內(nèi)徑12mm，長度為120mm。如圖1所示及圖2所示，模擬空氣注入井25固定于反應(yīng)釜體3的下部，并通過與外部氣源6以及控制閥門7來控制進(jìn)氣種類、進(jìn)氣量以及壓力等。如圖10所示，模擬空氣注入井25含有進(jìn)氣管71、錐形密封壓帽72、螺紋壓帽73和螺紋密封套74，進(jìn)氣管71呈倒L形，進(jìn)氣管71的上端設(shè)置于反應(yīng)釜體3內(nèi)，進(jìn)氣管71的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體3外，螺紋密封套74套設(shè)于進(jìn)氣管71的下端外，螺紋密封套74與反應(yīng)釜體3的側(cè)壁固定密封連接，螺紋密封套74設(shè)置于反應(yīng)釜體3外，螺紋密封套74和進(jìn)氣管71之間套設(shè)有螺紋壓帽73和錐形密封壓帽72，螺紋壓帽73能夠壓緊錐形密封壓帽72使螺紋密封套74和進(jìn)氣管71之間密封。細(xì)長的直角進(jìn)氣管71通過螺紋壓帽73固定在反應(yīng)釜體3側(cè)壁上的螺紋密封套72上，并通過螺紋密封套72和螺紋壓帽73的擰緊過程壓緊錐形密封壓帽74以實(shí)現(xiàn)密封。操作時(shí)首先將錐形密封壓帽74串在進(jìn)氣管71上，將二者放入焊接在反應(yīng)釜體3底部的螺紋密封套72內(nèi)，安裝螺紋壓帽73并擰緊。進(jìn)氣管71的外徑為3mm，壁厚為1mm，長度根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定，螺紋壓帽73的內(nèi)孔直徑為3.5mm，通過M14×1螺紋與螺紋密封套72連接并壓緊錐形密封壓帽74以實(shí)現(xiàn)線密封。如圖11及圖12所示，模擬煙囪井29含有出氣管81、螺紋密封套82、螺紋壓帽83和錐形密封壓帽84，出氣管81的下端設(shè)置于反應(yīng)釜體3內(nèi)，出氣管81的上端設(shè)置于端蓋11外，螺紋密封套82套設(shè)于出氣管81的上端外，螺紋密封套82與端蓋11固定密封連接，螺紋密封套82設(shè)置于端蓋11外，螺紋密封套82和出氣管81之間套設(shè)有螺紋壓帽83和錐形密封壓帽84，螺紋壓帽83能夠壓緊錐形密封壓帽84使螺紋密封套82和出氣管81之間密封。出氣管81通過螺紋壓帽83固定于端蓋11上的螺紋密封套82，并通過螺紋密封套82與螺紋壓帽83的擰緊過程壓緊錐形密封壓帽84以實(shí)現(xiàn)密封。操作時(shí)首先將錐形密封壓帽84串在出氣管81上，將二者放入焊接在反應(yīng)釜體3底部的螺紋密封套82的內(nèi)部，安裝螺紋壓帽83并擰緊。出氣管81的外徑為3mm，壁厚1mm，長度根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)定；螺紋壓帽83的內(nèi)孔直徑為3.5mm，通過M14×1螺紋與螺紋密封套82連接并壓緊錐形密封壓帽84實(shí)現(xiàn)線密封。下面模擬THAI火燒實(shí)驗(yàn)為例，來說明使用本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)驗(yàn)過程。步驟1、制備實(shí)驗(yàn)樣品THAI火燒實(shí)驗(yàn)要求模擬地層內(nèi)稠油在與空氣接觸燃燒過程中的動(dòng)態(tài)變化及采油效果，實(shí)驗(yàn)樣品(油砂19)要求最大程度模擬稠油在實(shí)際地層中的存在狀態(tài)，因而實(shí)驗(yàn)樣品含稠油的比例需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配比。步驟2、將實(shí)驗(yàn)樣品放入反應(yīng)釜體3，組裝實(shí)驗(yàn)裝置，檢查密封性能如圖2所示，先在反應(yīng)釜體3的內(nèi)壁刷涂耐火水泥涂層18，再安裝模擬空氣注入井25，將制備好的實(shí)驗(yàn)樣品放入反應(yīng)釜內(nèi)，將模擬測(cè)溫井26根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要依次安裝在反應(yīng)釜體3的側(cè)壁上，將超壓保護(hù)裝置31、模擬煙囪井29以及模擬套管井16連接在端蓋11上，清理反應(yīng)釜體3的密封接觸面，放入石墨密封墊片30，將用緊固螺栓12將安裝有模擬套管井16的端蓋11與反應(yīng)釜體3連接并緊固，安裝保溫套15，安裝兩個(gè)加熱裝置20，將各組件按照?qǐng)D1所示與外部裝置連接，關(guān)閉產(chǎn)氣收集裝置1與產(chǎn)油收集裝置2中的閥門，氣源6接氮?dú)猓蜷_控制閥門7，通入0.3MPa壓力并保持12小時(shí)，檢查氣密性。將壓力傳感器通過三通連接到模擬套管井16和模擬煙囪井29上，以實(shí)時(shí)監(jiān)控模擬套管井16的生產(chǎn)壓差及模擬煙囪井29的驅(qū)替壓差，從而對(duì)生產(chǎn)過程中的重力泄油效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。步驟3、設(shè)定加熱裝置20的加熱溫度和加熱時(shí)間，設(shè)定氣源6的供氣流量打開電源5以及溫控模塊4，第一段為線性升溫，將加熱溫度設(shè)置為20℃-600℃；第二段為恒溫段，即達(dá)到最高溫度600℃后，保溫4小時(shí)至5小時(shí)。溫度設(shè)定完成后，進(jìn)行加熱，待保溫階段結(jié)束后，關(guān)閉氮?dú)馄浚ㄈ胙鯕?，開始點(diǎn)火。將氣體流量設(shè)置為1000mL/min，調(diào)節(jié)背壓閥，使反應(yīng)釜體3內(nèi)壓力保持0.7MPa。步驟4打開加熱裝置20、產(chǎn)氣收集裝置1與產(chǎn)油收集裝置2使加熱裝置20開始加熱，實(shí)驗(yàn)開始后，每隔一個(gè)固定時(shí)間，溫度監(jiān)測(cè)模塊8會(huì)采集各個(gè)模擬測(cè)溫井26的測(cè)量數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄，從而得出溫度變化率并分析變化趨勢(shì)；根據(jù)產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量及高溫區(qū)的變化，適當(dāng)調(diào)節(jié)模擬套管井16的內(nèi)層出油管41的位置，保證出油順利。持續(xù)不間斷地測(cè)溫，并收集產(chǎn)出油氣，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，保存數(shù)據(jù)。步驟5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后拆分裝置并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，從模擬空氣注入井25通入氮?dú)猓钡嚼鋮s至溫度較低時(shí)，將反應(yīng)釜體3與產(chǎn)油收集裝置2、產(chǎn)氣收集裝置1分離，關(guān)閉并取出加熱裝置20，打開端蓋11，觀察燃燒后的剩余物的形態(tài)，根據(jù)產(chǎn)出物質(zhì)量和成分，并與原制備樣品比較后，分析THAI火燒采油的采收率。通過以上結(jié)構(gòu)可知，本發(fā)明的可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置，具有以下有益效果：1、所述可重復(fù)使用的三維大尺寸火燒實(shí)驗(yàn)裝置的內(nèi)部容積較大，能夠更好地模擬地下油藏在火燒實(shí)驗(yàn)時(shí)的變化過程，減少外部環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，同時(shí)也方便在更大空間范圍內(nèi)安裝更多的模擬測(cè)溫井26以對(duì)火燒過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；解決了現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置由于尺寸過小而無法準(zhǔn)確獲得獲取采油動(dòng)態(tài)及采收率數(shù)據(jù)的問題，攻克了人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題；2、根據(jù)高溫壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，反應(yīng)釜體3采用耐高溫材料哈氏合金N10276制作，反應(yīng)釜體3上所設(shè)置的法蘭的材料為耐高溫不銹鋼310S，使反應(yīng)釜體3在進(jìn)行600℃高溫火燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，不會(huì)由于溫度過高發(fā)生屈服或者變形引起密封失效，同時(shí)也克服了目前國內(nèi)同類實(shí)驗(yàn)裝置只能使用一次就會(huì)由于高溫而報(bào)廢的弊端，可重復(fù)利用，耐高溫高壓，操作方便，安全可靠，可針對(duì)不同特性的油砂作對(duì)比實(shí)驗(yàn)；3、為了能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整模擬套管井16與反應(yīng)釜體3內(nèi)的火燒采油火線的相對(duì)位置，在端蓋11上設(shè)置了可調(diào)節(jié)的模擬套管井16，模擬套管井16由填料密封結(jié)構(gòu)以及兩根同心管道組成，通過調(diào)節(jié)填料密封裝置與內(nèi)層出油管41的相對(duì)位置來實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬套管井的調(diào)節(jié)；同時(shí)外層切縫套管44上均勻分布的切縫使通過火燒采油法得到的產(chǎn)出物順利進(jìn)入內(nèi)層出油管41，同時(shí)也隔絕了大部分產(chǎn)出物攜帶的沙粒，降低了內(nèi)層出油管41堵塞的風(fēng)險(xiǎn)；4、在反應(yīng)釜體3的四周合理分布了18個(gè)模擬測(cè)溫井26，通過溫度監(jiān)測(cè)模塊8將測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)傳輸給電腦，用來對(duì)反應(yīng)釜3的內(nèi)腔進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控；5、反應(yīng)釜體3的底部可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要在不同的位置設(shè)置加熱裝置20，從而模擬在加熱點(diǎn)與模擬套管井16在不同相對(duì)位置下的實(shí)驗(yàn)過程，從而增加了該實(shí)驗(yàn)裝置的適用范圍；6、在端蓋11上設(shè)置的模擬煙囪井29，能有效防止實(shí)驗(yàn)過程中火燒產(chǎn)生的水蒸氣以及二氧化碳等氣體產(chǎn)生氣竄的現(xiàn)象，同時(shí)，通過合理調(diào)節(jié)模擬煙囪井29的開閉，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，以防止氣竄現(xiàn)象的產(chǎn)生。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。而且需要說明的是，本發(fā)明的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本發(fā)明的說明書中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來使用，因此，本發(fā)明理所應(yīng)當(dāng)?shù)睾w了與本案創(chuàng)新點(diǎn)有關(guān)的其他組合及具體應(yīng)用。