本發(fā)明涉及原油分析設(shè)備，具體為二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前我們研發(fā)創(chuàng)新性的高溫高壓紅外成像技術(shù)就是為了能夠可視化二氧化碳和原油在油藏條件下的相互作用過(guò)程。為二氧化碳和原油相互作用機(jī)理研究提供可視化觀察和監(jiān)測(cè)手段，從而幫助現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整注入二氧化碳實(shí)施工藝，最大限度提高原油采收率水平。

2、目前的微觀可視化模型技術(shù)通過(guò)高精度的試驗(yàn)裝置和先進(jìn)的成像技術(shù)，如顯微鏡、核磁共振成像和x射線掃描等，實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀尺度下物質(zhì)結(jié)構(gòu)、流體流動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程的實(shí)時(shí)觀測(cè)和分析；而其中顯微鏡下觀察是最直接的方法和手段，該技術(shù)主要存在以下問(wèn)題：1、由于黑色原油在可見(jiàn)光下透光率很差，采用可見(jiàn)光觀察并不能達(dá)到很好的觀察效果，2、微觀模型：要理解油藏條件下二氧化碳和原油的相互作用，毛細(xì)管空隙和毛細(xì)管力是一個(gè)重要的因素。微觀刻蝕是一個(gè)不錯(cuò)的模型，但耐壓和耐溫有一些限制；3、高溫高壓控制：高溫高壓是油藏最重要的特征之一。核磁和x射線衍射技術(shù)采用的壓力控制可以借鑒，但溫度控制不能直接采用；

3、同時(shí)在采用毛細(xì)管進(jìn)行模擬觀測(cè)時(shí)，毛細(xì)管作為一種精細(xì)化結(jié)構(gòu)，在試驗(yàn)中進(jìn)行轉(zhuǎn)移、添加和排出原油、增壓增溫以及連接密封過(guò)程中，極容易發(fā)生損壞；

4、針對(duì)上述問(wèn)題，特提供一種二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法，解決了現(xiàn)有的原油與二氧化碳相互作用的微觀觀測(cè)模型，存在著觀測(cè)難度大，同時(shí)試驗(yàn)中對(duì)毛細(xì)管進(jìn)行轉(zhuǎn)移、添加和排出原油、增壓增溫以及連接密封過(guò)程中，極容易發(fā)生損壞的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置，包括試驗(yàn)設(shè)備箱，所述試驗(yàn)設(shè)備箱的上端內(nèi)部設(shè)置有集成式樣品臺(tái)，所述集成式樣品臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有原油進(jìn)出料機(jī)構(gòu)，所述集成式樣品臺(tái)的另一側(cè)與頂部設(shè)置有觀測(cè)機(jī)構(gòu)，所述集成式樣品臺(tái)的底部安裝有二氧化碳進(jìn)料機(jī)構(gòu)；

3、所述原油進(jìn)出料機(jī)構(gòu)包括原油進(jìn)料罐和加壓清潔氣罐，所述原油進(jìn)料罐和加壓清潔氣罐的下方設(shè)置有插接式連接件；

4、所述觀測(cè)機(jī)構(gòu)包括安裝在試驗(yàn)設(shè)備箱內(nèi)頂部的紅外相機(jī)與拉曼探針，以及安裝在試驗(yàn)設(shè)備箱側(cè)壁上的紅外顯微鏡；

5、所述集成式樣品臺(tái)包括活動(dòng)式冷熱臺(tái)，所述活動(dòng)式冷熱臺(tái)內(nèi)部活動(dòng)卡接有毛細(xì)硅管，所述毛細(xì)硅管的兩端均活動(dòng)插接有封堵件，所述活動(dòng)式冷熱臺(tái)一側(cè)安裝有兩組插接頭，所述活動(dòng)式冷熱臺(tái)的另一側(cè)安裝有二氧化碳導(dǎo)管，所述二氧化碳導(dǎo)管與二氧化碳進(jìn)料機(jī)構(gòu)相連接；

6、一組所述封堵件與一組插接頭相連接，另一組所述封堵件與二氧化碳導(dǎo)管和另一組插接頭之間安裝有三通電磁閥；

7、所述插接頭與插接式連接件活動(dòng)插接。

8、優(yōu)選的，所述原油進(jìn)出料機(jī)構(gòu)還包括加壓氣泵，所述加壓氣泵的輸出端與原油進(jìn)料罐和加壓清潔氣罐之間安裝有進(jìn)氣三通閥，所述原油進(jìn)料罐包括罐體和滑動(dòng)設(shè)置在罐體內(nèi)部的活塞件。

9、優(yōu)選的，所述試驗(yàn)設(shè)備箱上端側(cè)壁上固定安裝有安裝座，所述試驗(yàn)設(shè)備箱的下端側(cè)壁上固定安裝有儲(chǔ)污箱，所述插接式連接件包括固定在安裝座上三組構(gòu)造相同的進(jìn)油嘴、進(jìn)氣嘴和排污嘴，所述進(jìn)油嘴與原油進(jìn)料罐相連接，所述進(jìn)氣嘴與加壓清潔氣罐相連接，所述排污嘴與儲(chǔ)污箱之間安裝有排污管。

10、優(yōu)選的，所述插接式連接件包括外包管、密封襯墊、鏤空支架和頂針，所述密封襯墊固定連接在外包管前端內(nèi)壁，所述鏤空支架固定安裝在外包管的末端內(nèi)壁，所述頂針固定設(shè)置在鏤空支架的中部。

11、優(yōu)選的，所述二氧化碳進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括固定安裝在試驗(yàn)設(shè)備箱內(nèi)底部的柱塞泵與二氧化碳?jí)嚎s存儲(chǔ)罐，所述柱塞泵與二氧化碳?jí)嚎s存儲(chǔ)罐的頂端與二氧化碳導(dǎo)管相連接，所述紅外相機(jī)與拉曼探針的頂端與試驗(yàn)設(shè)備箱的內(nèi)頂部之間安裝有懸吊支架，所述紅外顯微鏡的一端貫穿試驗(yàn)設(shè)備箱側(cè)壁，所述試驗(yàn)設(shè)備箱外表面安裝有屏顯式控制開(kāi)關(guān)，所述試驗(yàn)設(shè)備箱的中部下表面安裝有顯微觀測(cè)臺(tái)，所述集成式樣品臺(tái)設(shè)置在顯微觀測(cè)臺(tái)上方。

12、優(yōu)選的，所述集成式樣品臺(tái)還包括；

13、支撐滑軌，其固定設(shè)置在顯微觀測(cè)臺(tái)頂部；

14、橫向滑動(dòng)載板，其滑動(dòng)設(shè)置在支撐滑軌頂部，所述活動(dòng)式冷熱臺(tái)縱向滑動(dòng)設(shè)置在橫向滑動(dòng)載板上；

15、滑槽，其開(kāi)設(shè)于支撐滑軌頂部；

16、伺服電機(jī)，其固定設(shè)置在試驗(yàn)設(shè)備箱下端內(nèi)頂部；

17、連接塊，其滑動(dòng)設(shè)置在滑槽中，所述連接塊與橫向滑動(dòng)載板固定連接；

18、驅(qū)動(dòng)絲桿，其固定設(shè)置在伺服電機(jī)的輸出端，且驅(qū)動(dòng)絲桿與連接塊螺紋連接；

19、定位塊，其固定設(shè)置在活動(dòng)式冷熱臺(tái)底部，且定位塊滑動(dòng)連接在橫向滑動(dòng)載板上表面；

20、伺服氣缸，其固定嵌設(shè)在橫向滑動(dòng)載板內(nèi)底壁，所述伺服氣缸的輸出端與定位塊固定連接。

21、優(yōu)選的，所述活動(dòng)式冷熱臺(tái)包括冷熱載座、透明蓋板、定位槽、固定座和固定插銷(xiāo)，所述透明蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在冷熱載座的頂部一側(cè)，所述固定插銷(xiāo)滑動(dòng)連接在冷熱載座的另一側(cè)，所述固定插銷(xiāo)與透明蓋板活動(dòng)插接；

22、所述定位槽開(kāi)設(shè)于冷熱載座與透明蓋板相對(duì)的一側(cè)，所述封堵件設(shè)置在冷熱載座上的定位槽的兩端內(nèi)部；

23、所述固定座固定設(shè)置在冷熱載座一側(cè)，所述三通電磁閥安裝在冷熱載座的另一側(cè)內(nèi)部，所述插接頭固定安裝在固定座的外側(cè)。

24、優(yōu)選的，所述封堵件一組固定安裝在定位槽中，另一組滑動(dòng)連接在定位槽中，且滑動(dòng)設(shè)置的封堵件與所述三通電磁閥之間安裝有壓力表，所述透明蓋板一側(cè)頂部活動(dòng)鉸接有推桿，所述冷熱載座的一側(cè)內(nèi)頂部開(kāi)設(shè)有滑動(dòng)槽，所述滑動(dòng)槽的內(nèi)部滑動(dòng)設(shè)置有楔形滑動(dòng)件，所述楔形滑動(dòng)件的一端與推桿活動(dòng)鉸接，所述楔形滑動(dòng)件的另一端活動(dòng)套接在滑動(dòng)設(shè)置的封堵件中部外表面。

25、優(yōu)選的，所述插接頭包括插管、滑動(dòng)密封件和彈簧；

26、所述滑動(dòng)密封件包括t形塞、第一鏤空定位架、橡膠密封套、連接軸和第二鏤空定位架，所述t形塞與第二鏤空定位架固定設(shè)置在連接軸兩端，所述第一鏤空定位架固定設(shè)置在t形塞末端外表面，所述橡膠密封套固定設(shè)置在t形塞前端外表面，所述彈簧活動(dòng)套接在連接軸外表面；

27、所述插管的中部設(shè)置有大直徑內(nèi)腔，所述第一鏤空定位架與彈簧均滑動(dòng)設(shè)置在大直徑內(nèi)腔中，所述t形塞與第二鏤空定位架滑動(dòng)設(shè)置在插管的兩端內(nèi)部。

28、優(yōu)選的，所述二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置的方法，包含以下步驟；

29、步驟一、毛細(xì)管裝配；

30、將毛細(xì)硅管放置到定位槽中，關(guān)閉透明蓋板，使得兩端封堵件插至毛細(xì)硅管內(nèi)部；

31、步驟二、物料裝填；

32、啟動(dòng)伺服電機(jī)，使得活動(dòng)式冷熱臺(tái)向靠近原油進(jìn)出料機(jī)構(gòu)移動(dòng)，使得一組插接頭插至進(jìn)油嘴中，啟動(dòng)加壓氣泵，使得罐體內(nèi)底部的原油壓注至進(jìn)油嘴中，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，使得活動(dòng)式冷熱臺(tái)復(fù)位，開(kāi)啟二氧化碳?jí)嚎s存儲(chǔ)罐和柱塞泵，灌注二氧化碳同時(shí)進(jìn)行壓力調(diào)整；

33、步驟三、觀測(cè)；

34、啟動(dòng)紅外相機(jī)和拉曼探針，拉曼探針實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳濃度測(cè)算，紅外相機(jī)進(jìn)行反應(yīng)過(guò)程記錄，通過(guò)紅外顯微鏡對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)；

35、步驟四、觀測(cè)物清潔；

36、啟動(dòng)伺服氣缸，使得兩組插接頭正對(duì)進(jìn)氣嘴和排污嘴，啟動(dòng)伺服電機(jī)，使得兩組插接頭分別插至進(jìn)氣嘴中和排污嘴中，加壓清潔氣罐內(nèi)部的高壓空氣進(jìn)入到毛細(xì)硅管中，使得試驗(yàn)后的原油物料進(jìn)入到儲(chǔ)污箱內(nèi)部存儲(chǔ)，完成清潔。

37、本發(fā)明公開(kāi)了二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法，其具備的有益效果如下：

38、1、該二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法，利用毛細(xì)硅管作為試驗(yàn)的微觀容器，模擬油藏，然后通過(guò)原油進(jìn)料罐進(jìn)行原油灌注，利用柱塞泵和二氧化碳?jí)嚎s存儲(chǔ)罐進(jìn)行二氧化碳?xì)怏w充入及壓力保持，利用活動(dòng)式冷熱臺(tái)進(jìn)行溫度控制，從而模擬真的油藏環(huán)境下原油與二氧化碳相互作用，同時(shí)利用通過(guò)532nm的拉曼探針實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳濃度測(cè)算，從而了解其擴(kuò)散速度，利用1700nm波長(zhǎng)的紅外相機(jī)，通過(guò)紅外成像技術(shù)觀察高溫高壓毛細(xì)硅管中二氧化碳和原油的相互作用情況，對(duì)捕捉的圖像進(jìn)行記錄，同時(shí)啟動(dòng)紅外顯微鏡，從試驗(yàn)設(shè)備箱外部進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)，從而方便從微觀模型中觀測(cè)原油與二氧化碳的相互作用。

39、2、該二氧化碳與原油相互作用的紅外成像監(jiān)測(cè)裝置及方法，毛細(xì)硅管通過(guò)活動(dòng)式冷熱臺(tái)上的透明蓋板進(jìn)行壓固，同時(shí)毛細(xì)硅管的兩端通過(guò)設(shè)置封堵件進(jìn)行封堵，然后利用插接頭與原油進(jìn)出料機(jī)構(gòu)進(jìn)行插接，在使用時(shí)，通過(guò)伺服電機(jī)和伺服氣缸帶動(dòng)活動(dòng)式冷熱臺(tái)移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)原油的自動(dòng)裝灌和二氧化碳的灌注，并且在使用結(jié)束后，可通過(guò)前后移動(dòng)調(diào)整插接頭的正對(duì)位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)毛細(xì)硅管內(nèi)的物料清潔，方便進(jìn)行連續(xù)的對(duì)照試驗(yàn)，無(wú)需重復(fù)插拔毛細(xì)硅管，操作方便，同時(shí)能夠避免損壞毛細(xì)硅管和污染試驗(yàn)環(huán)境。