[发明专利]一种高温高压热解反应的试验方法

摘要

一种高温高压热解反应的试验方法，属于热解反应技术领域范畴。其特征在于所采用的装置为一种能够高温高压封装试件，试件尺寸分别为Ф25×50mm和Ф50×100mm，试件轴压与围压达20MPa，试件环境温度达600℃，可模拟矿物埋藏深度达800m的地质环境条件的装置。该试验方法所采用的试验装置由热解反应系统、气体压力注入系统、流体产物排出系统与测试控制系统四大系统组成。本发明利用新研制的高温高压热解反应的试验装置，充分考虑地应力条件，模拟矿物大埋深的地质环境条件，克服了现有试验装置中试件处于无约束状态、对试件不进行加载的缺点与不足，对地下数百米深处的油页岩和低变质煤等进行可行性试验研究。

主权项

一种高温高压热解反应的试验方法，其特征在于所采用的装置能够对试件在高温条件下加载轴压和围压，试件尺寸分别为Ф25×50mm和Ф50×100mm，试件轴压与围压达20MPa，试件环境温度达600℃，可模拟矿物埋藏深度达800m的地质环境条件，该试验装置由热解反应系统、气体压力注入系统、流体产物排出系统与测试控制系统四大系统组成，热解反应系统是系统的重要组成部分，分别围绕两种试件尺寸分别为Ф25×50mm和Ф50×100mm的试件进行加热，最高可加热至600℃，以充分进行热解反应；气体压力注入系统，主要将高压气体注入到釜体中，给试件加载最高可达20MPa的轴压和围压，以模拟矿物的真实埋藏地质环境；流体产物排出系统，主要将试件经高温高压热解反应后生成的游离态的流体自然释放排出釜体并进行收集；测试控制系统，主要通过各种温度和压力传感器对试验过程进行精确测量与控制，以保证试验条件与测试结构的可靠性，并经电脑计算分析后直接显示整个系统工作状况与测试结果；采用该装置的方法：首先将试件置于样品筒(16)中，并将样品筒(16)放入釜体内腔(17)，盖上釜体内腔盖(14)并用紧固螺栓(13)进行密封，设定加热温度，开启加热棒(18)对试件进行加热，通过控温温度传感器(10)控制温度，当温度达到设定值并稳定30分钟后，开启气体压力注入系统对试件施加轴压与围压，通过电接点压力表(7)控制压力至设定压力值，通过调节测试控制系统使试件保持在模拟地层条件下的恒温恒压状态以充分进行热解反应，反应时间为24～48小时，而后，开启流体产物排出系统，将试件经高温高压热解反应后生成的游离态的流体自然释放排出釜体，并分别通过排气孔(21)、排气阀(22)和排液孔(24)、排液阀(25)进入到气体收集系统(23)和液体收集系统(26)，通过对生成产物的成分和含量的分析进行注入产出分析，并对试件进行渗透性试验和岩石力学特性试验，对该试验条件下，油页岩或低变质煤的热解效益进行评价分析，改变样品与相应作用温度压力地质环境条件，重复上述步骤即可进行不同条件下的油页岩或低变质煤热解效益评价分析，其具体实施的步骤为：1）将试件尺寸为Ф25×50mm或Ф50×100mm的试件置于样品筒(16)中，并将其放入釜体内腔(17)，盖上釜体内腔盖(14)并用紧固螺栓(13)对釜体进行密封；2）设定加热温度，开启加热棒(18)对试件进行加热，当温度达到设定值20～600℃并稳定30分钟后，开启气体压力注入系统对试件施加轴压与围压，至设定压力值0～20MPa；3）通过调节测试控制系统使试件保持在模拟地层条件下的恒温恒压状态以充分进行热解反应，反应时间为24～48小时；4）开启流体产物排出系统，将试件经高温高压热解反应后生成的游离态的流体自然释放排出釜体，并分别通过排气孔(21)、排气阀(22)和排液孔(24)、排液阀(25)进入到气体收集系统(23)和液体收集系统(26)；5）利用温度传感器(10)、(11)和压力传感器(7)、(9)动态检测试验数据，并将数据传输至计算机，通过对生成产物的成分和含量的分析进行注入产出分析，并对试件进行渗透性试验和岩石力学特性试验，对该试验条件下，油页岩或低变质煤的热解效益进行评价分析，本次高温高压热解反应试验完成。