[发明专利]超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置，其特征在于：包括环压供给装置、储水罐(4-1)、储油罐(4-2)、催化剂及反应助剂存储装置、用于夹持被测试岩芯(19)的岩芯夹持器(2)和对被测试岩芯(19)进行超声波处理的超声波换能器(12)，以及与超声波换能器(12)相接且为超声波换能器(12)提供高频交流电信号的超声波发生器(16)和通过外接管道与岩芯夹持器(2)的出液口相接的液体容器，所述环压供给装置通过液压管道与岩芯夹持器(2)的环压接口相接且对位于岩芯夹持器(2)内部的被测试岩芯(19)施加环向压力，储水罐(4-1)通过输水管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且储水罐(4-1)内部存储有模拟地层水，储油罐(4-2)通过输油管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且储油罐(4-2)内部存储有模拟稠油层内所存储稠油，所述催化剂及反应助剂存储装置通过化学试剂输送管道与岩芯夹持器(2)的进液口相接且内部存储有稠油水热催化裂解反应用催化剂与助剂，所述岩芯夹持器(2)、储水罐(4-1)和储油罐(4-2)的外侧布设有恒温箱(3)，所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上分别装有水路控制阀、油路控制阀和化学试剂输送控制阀，且所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道上均装有泵送设备；所述超声波换能器(12)安装在岩芯夹持器(2)上，且所述岩芯夹持器(2)的进液口和出液口上分别安装有压力检测及显示单元一和压力检测及显示单元二；所述输水管道上装有蒸汽发生器(5)；所述外接管道上装有出液控制阀(22)。

2.按照权利要求1所述的超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置，其特征在于：所述超声波换能器(12)为电磁感应式超声波换能器，且所述电磁感应式超声波换能器包括内部开有空腔的换能器外壳(12-6)、布设在所述空腔前部且能产生超声波的振动模板(12-1)、布设在所述空腔内且位于振动模板(12-1)正后方的平面电感线圈(12-2)、与平面电感线圈(12-2)相并接的电容器(12-3)和并接在电容器(12-3)两端的电源(12-4)，所述平面电感线圈(12-2)与电容器(12-3)之间通过导线一进行连接，所述电容器(12-3)与电源(12-4)之间通过导线二进行连接，所述平面电感线圈(12-2)、电容器(12-3)和所述导线一的导线电阻形成RLC振荡电路；所述换能器外壳(12-6)的前侧外部布设有用于改变振动模板(12-1)所产生超声波振幅的超声波变幅杆(12-5)，所述超声波变幅杆(12-5)密封安装在岩芯夹持器(2)上，且超声波变幅杆(12-5)前部伸入至岩芯夹持器(2)内部；所述超声波发生器(16)的输出端与电源(12-4)的电源端相接，所述导线一和导线二上分别串接有通断控制开关一和通断控制开关二。

3.按照权利要求2所述的超声波辅助稠油层内水热催化裂解实验装置，其特征在于：所述换能器外壳(12-6)和超声波变幅杆(12-5)均呈水平向布设；所述岩芯夹持器(2)包括左右两端均开口的夹持器外壳(2-1)、同轴套装在夹持器外壳(2-1)内且左右两端均开口的橡胶隔离套(2-6)以及两个分别对夹持器外壳(2-1)和橡胶隔离套(2-6)的左右两端开口进行封堵的堵头(2-2)，所述被测试岩芯(19)同轴套装在橡胶隔离套(2-6)内部；所述夹持器外壳(2-1)的上部侧壁上开有与其内腔相通的两个竖向出液口一(2-7)，两个竖向出液口一(2-7)中的一个竖向出液口一(2-7)通过液压管道与所述环压供给装置相接，且另一个竖向出液口一(2-7)上安装有对所述环压供给装置施加在被测试岩芯(19)上的环向压力进行同步检测及显示的压力检测及显示单元三；两个堵头(2-2)分别为进液口堵头和出液口堵头，所述进液口堵头上开有两个均与橡胶隔离套(2-6)内腔相通的横向进液口(2-3)，两个横向进液口(2-3)中的一个横向进液口(2-3)分别与所述输水管道、输油管道和化学试剂输送管道相接，且所述压力检测及显示单元一安装在另一个横向进液口(2-3)上；所述出液口堵头上开有一个与橡胶隔离套(2-6)内腔相通的横向出液口(2-4)，所述超声波变幅杆(12-5)通过密封安装座(21)密封安装在横向出液口(2-4)上，所述密封安装座(21)内开有一个与橡胶隔离套(2-6)内腔相通的出液腔，且密封安装座(21)上开有两个均与所述出液腔相通的竖向出液口二，两个所述竖向出液口二中的一个竖向出液口二通过外接管道与所述液体容器相接，且所述压力检测及显示单元二安装在另一个竖向出液口二上。