[发明专利]一种带有注入功能的多元热流发生系统及方法

说明书

本发明属于石油化工技术领域，公开了一种带有注入功能的多元热流发生系统及方法，热隔离组件通过热隔离组件支架固定在铝型材支架上，活塞容器组通过活塞容器组支架固定在铝型材支架上，超临界介质罐通过搅拌组件固定在铝型材支架上；超临界介质罐与高温高压单向阀、热隔离组件连接，热隔离组件与活塞容器组连接。与其他搅拌容器相比，本发明为分段式控温方式，将活塞容器组和超临界介质罐分为两个不同温度部分，在满足注入功能及搅拌功能的同时保证了密封的可靠性和搅拌的有效性；并且多个活塞容器的设计实现了多种流体介质的实时注入。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，尤其涉及一种带有注入功能的多元热流发生系统及方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术现存的多元热流体的注入方法采用通过多个容器并联，当容器内的压力和被注入模型压力相同时，开启不同的活塞容器，通过活塞容器内的可压缩介质和后端被注入模型进行压力平衡，压力平衡后，开启不同活塞容器阀门，通过衰竭性的降压和活塞容器下端的注入泵向后端模型部分注入不同流体，此种方法容易出现压力互串和回流，同时通过活塞容器注入温度受到限制大多在250℃以下，达不到注入模型的温度要求。多元热流发生装置即发生物理或化学反应的容器处于高温高压状态，流体的混合搅拌在高温高压状态下进行。搅拌容器根据搅拌方法分类，可分为手工搅拌、机械搅拌、磁力搅拌。手工搅拌即采用一根玻璃棒在容器中手动搅拌，仅适用于温度不高、常压、无毒无刺激性流体搅拌；机械搅拌是电动搅拌，通过电机带动搅拌桨实现流体的搅拌混合，适用于高温高压、有毒有刺激性流体搅拌；磁力搅拌是通过磁力耦合器带动搅拌桨实现流体的搅拌混合，适用于高温高压、有毒有刺激性、低粘度流体的搅拌。

搅拌作为过程工业的基础操作单元，被广泛应用于化工、石油、医药、食品、涂料等行业，研究院、科研所以及高校实验室也得到充分应用。随着制造工艺、实验方法的发展、更新，搅拌容器面临的考验也越来多，特别是石油、化工行业。由于制造工艺或实验方案的要求，流体搅拌很多时候需要在高温高压状态下进行，并且搅拌容器自身需要具备注入功能，能精确注入流体以及配比流体。

目前在各实验室以及制造现场，机械搅拌和磁力搅拌得到广泛应用，但是由于密封元件及磁铁材料的限制，基本只能满足200℃左右的高压流体搅拌，并且由于O型圈的橡胶材质原因，动密封往往低于200摄氏度，静密封短时间可达到250℃，这就导致了现存的容器的温度限制，并且流体的注入以及配比操作比较麻烦；市面上也有超过200℃的搅拌容器，但是其密封结构复杂、操作繁琐、成本较高。机械搅拌的密封元件一般采用橡胶或聚四氟乙烯密封圈，长时间在高温高压条件下容易出现老化、分解、热变形、蠕变，造成密封失效；磁力搅拌由于磁铁材料在高温下容易退磁，不能保证搅拌的有效性。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前机械搅拌和磁力搅拌只能满足200℃左右的高压流体搅拌，流体的注入以及配比操作比较麻烦；密封结构复杂、操作繁琐、成本较高。机械搅拌的密封元件容易出现老化、分解、热变形、蠕变，造成密封失效；磁力搅拌由于磁铁材料在高温下容易退磁，不能保证搅拌的有效性。

解决上述技术问题的难度：

要解决现有的温度压力，就必须将低温部分和高温部分分开，通过活塞容器的低温介质升压和后端中间容器的高温加热共同实现对多元介质和高温介质的密封，通过温度的高低差异化实现高温区的压力温度密封。同时通过单个活塞容器对应单个高温容器，通过独立的精密注入泵实现多元介质的定比例注入。

解决上述技术问题的意义：

在稠油油藏开发过程中，往往通过热力开采，通过注热水、注蒸汽等各种方法来提高采收率，而注入多元热流体可以通过实验室尺度来验证对石油开采的有效性，通过多元热流体的高温高压注入可以大大提高石油采收率，并且将矿场的废物气体作为热源进行废物利用。

发明内容