外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置

摘要

本发明涉及石油与天然气工程专业教学实验用具，具体是一种外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置，包括透明箱体，在透明箱体的顶盖上设置有一个余气排放孔；在透明箱体的侧壁上固定有模拟水进水管、模拟天然气进气管、电加热器、增压结构、压力检测仪和温度检测仪，所述模拟天然气进气管，模拟天然气进气管的进气口端的管段上具有凹槽Ⅰ，通过扎丝或绳索将硅胶管的一端固定在凹槽Ⅰ中，所述连接管的进气口与天然气源连通,所述硅胶管的两侧对称设置有支撑检测架。本发明由于所述结构而具有的优点是：能够直观教学、易于检验学生实验知识掌握度和易于操作。

说明书

技术领域

本发明涉及石油与天然气工程专业实验用具，尤其是一种能够直观教学、易于检验学生实验知识掌握度和易于操作的外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置。

背景技术

天然气在生成、运移和成藏过程中始终都有地层水的参与，我们通常将该过程简称为水溶气运移成藏。水溶气运移成藏是需要特定的条件，其中尤为重要的一条是地层水中天然气的溶解度这一因素。研究表明，在地下高温、高压状态下，天然气在水中的溶解度很大，并随温度、压力和矿化度的变化而变化。在比较深的储集层中，有大量溶蚀空洞存在，也有一些裂隙存在，且储集层大量含水，水溶气对成藏有重要贡献，四川盆地威远气田圈闭形成于喜山期之后，烃源岩生气期是喜山期之前。圈闭形成后由于构造抬升烃源岩已停止演化无法给圈闭供气，但同样可以形成大气田，这就是水溶气造就的。

目前，研究水溶气运移成藏的学者很多，温度、压力和矿化度对水溶气运移成藏影响巨大，温度、压力和矿化度统称为外界因素，得出的结论如下：

温度对天然气溶解于水的影响较为复杂，当温度小于80℃时，天然气溶解度随温度升高而逐渐减小；当温度大于80℃时，天然气溶解度随温度升高而逐渐增大；

压力对天然气溶解于水的影响，天然气溶解度随压力增大而增大；

矿化度对天然气溶解于水的影响，矿化度越高，天然气溶解度越小；矿化度越低，天然气溶解度越大。但是，目前业内并无温度、压力和矿化度对天然气溶解于水影响的相关模拟试验装置，这使得石油与天然气工程专业的教师在给学生讲课时，只能从理论入手，无法直观的给学生呈现温度、压力和矿化度对天然气溶解于水的影响。

设计一种外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置对石油与天然气工程专业的师生就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够直观教学、易于检验学生实验知识掌握度和易于操作的外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置。

为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置；其中：包括透明箱体，位于透明箱体顶部且将透明箱体的内腔密封的顶盖；

在顶盖上设置有一个余气排放孔，在余气排放孔中固定有余气排放管，在余气排放管上设置有控制阀Ⅰ，在余气排放管的排气口处固定有燃烧嘴，所述余气排放管的排气口的进气口与透明箱体的内腔的顶部连通，所述余气排放管与余气排放孔之间设置有密封圈Ⅰ；

在透明箱体的侧壁上固定有模拟水进水管、模拟天然气进气管、电加热器和温度检测仪，所述模拟水进水管、模拟天然气进气管、电加热器和温度检测仪与透明箱体的侧壁的壁体之间均设置有密封圈Ⅱ；

所述温度检测仪和电加热器通过导线与具有PLC控制片的控制柜连接，该具有PLC控制片的控制柜上设置有显示器和操作面板，所述温度检测仪将检测信号反馈给具有PLC控制片的控制柜，由所述具有PLC控制片的控制柜控制电加热器的启闭；

所述模拟水进水管上设置有控制阀Ⅱ和流量计Ⅰ，该模拟水进水管的进水口与水源连通，模拟水进水管的出水口与透明箱体的内腔连通；

所述模拟天然气进气管的出气口与透明箱体的内腔连通，模拟天然气进气管的进气口端的管段上具有凹槽Ⅰ，通过扎丝或绳索将硅胶管的一端固定在凹槽Ⅰ中，该硅胶管的另一端通过扎丝或绳索固定在连接管的出气口端的管段上的凹槽Ⅱ中，所述连接管的进气口与天然气源连通，在模拟天然气进气管上设置有控制阀Ⅲ，在连接管上设置有控制阀Ⅳ和流量计Ⅱ;

所述硅胶管的两侧对称设置有支撑检测架，该支撑检测架又包括支撑杆，该支撑杆的顶部固定在下限位底板的中部，该下限位底板的两端对称固定有支撑夹板，该支撑夹板的外侧壁上标有刻度和数字，在支撑夹板的顶部固定有上限位顶板；所述支撑夹板为两块支撑板构成，支撑板的内面板上设置有滑槽，该滑槽将支撑板的内面板的底部和顶部贯通，位于硅胶管一侧的支撑检测架的支撑杆焊接固定在模拟天然气进气管的进气口端的管段上，位于硅胶管另一侧的支撑检测架的支撑杆焊接固定在连接管的出气口端的管段上；两个支撑检测架通过工字形压板连接为一体，该工字形压板的边板的端部侧壁设置有与滑槽匹配的滑块，该滑块位于滑槽中，所述工字形压板的连接板的中部固定有泡沫板。

本发明由于上述结构而具有的优点是：能够直观教学、易于检验学生实验知识掌握度和易于操作。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明溶解反应观察检测系统的结构示意图

图3为本发明模拟天然气进气管的进气口端的管段处的结构示意图。

图4为本发明连接管的出气口端的管段处的结构示意图。

图5为本发明支撑检测架与工字形压板连接处的结构示意图。

图6为本发明工字形压板的结构示意图。

图7为图1中A处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见附图1至4，图中的外界因素对水溶气运移成藏影响集检测一体模拟实验装置；其中：包括汇气管32，该汇气管32通过主连接管33与天然气源24连通，所述汇气管32还与至少两套溶解反应观察检测系统34连通【具体使用时采用四至七套溶解反应观察检测系统34】；

所述溶解反应观察检测系统34又包括透明箱体1，位于透明箱体1顶部且将透明箱体1的内腔密封的顶盖2；

在顶盖2上设置有一个余气排放孔3，在余气排放孔3中固定有余气排放管4，在余气排放管4上设置有控制阀Ⅰ5，在余气排放管4的排气口处固定有燃烧嘴6，所述余气排放管4的排气口的进气口与透明箱体1的内腔的顶部连通，所述余气排放管4与余气排放孔3之间设置有密封圈Ⅰ7；

在透明箱体1的侧壁上固定有模拟水进水管8、模拟天然气进气管9、电加热器10、增压结构35、压力检测仪36和温度检测仪11，所述模拟水进水管8、模拟天然气进气管9、电加热器10、增压结构35、压力检测仪36和温度检测仪11与透明箱体1的侧壁的壁体之间均设置有密封圈Ⅱ12；所述增压结构35又包括固定在透明箱体1的侧壁的增压管3501，该增压管3501的进气口与高压储气罐3502连通，所述增压管3501的出气口与透明箱体1的内腔连通，在增压管3501上设置有压力表3503和增压泵3504；所述电加热器10、增压泵3504、压力检测仪36和温度检测仪11均通过导线与具有PLC控制片的控制柜13连接，该具有PLC控制片的控制柜13上设置有显示器14和操作面板15，所述压力检测仪36和温度检测仪11将检测信号反馈给具有PLC控制片的控制柜13，由所述具有PLC控制片的控制柜13控制电加热器10和增压泵3504的启闭；

所述模拟水进水管8上设置有控制阀Ⅱ16和流量计Ⅰ17，该模拟水进水管8的进水口与水源18连通，模拟水进水管8的出水口与透明箱体1的内腔连通；

所述模拟天然气进气管9的出气口与透明箱体1的内腔连通，模拟天然气进气管9的进气口端的管段上具有凹槽Ⅰ19，通过扎丝或绳索20将硅胶管21的一端固定在凹槽Ⅰ19中，该硅胶管21的另一端通过扎丝或绳索20固定在连接管22的出气口端的管段上的凹槽Ⅱ23中，所述连接管22的进气口与天然气源24连通，在模拟天然气进气管9上设置有控制阀Ⅲ25，在连接管22上设置有控制阀Ⅳ26和流量计Ⅱ27;

所述硅胶管21的两侧对称设置有支撑检测架37，该支撑检测架37又包括支撑杆38，该支撑杆38的顶部固定在下限位底板39的中部，该下限位底板39的两端对称固定有支撑夹板40，该支撑夹板40的外侧壁上标有刻度和数字，在支撑夹板40的顶部固定有上限位顶板41；所述支撑夹板40为两块支撑板42构成，支撑板42的内面板上设置有滑槽43，该滑槽43将支撑板42的内面板的底部和顶部贯通，位于硅胶管21一侧的支撑检测架37的支撑杆38焊接固定在模拟天然气进气管9的进气口端的管段上，位于硅胶管21另一侧的支撑检测架37的支撑杆38焊接固定在连接管22的出气口端的管段上；两个支撑检测架37通过工字形压板44连接为一体，该工字形压板44的边板45的端部侧壁设置有与滑槽43匹配的滑块46，该滑块46位于滑槽43中，所述工字形压板44的连接板47的中部固定有泡沫板48。

为便于装卸以及保证透明箱体1的内腔的密封性，上述实施例中，优选地：所述顶盖2与透明箱体1的顶部端面之间设置有密封圈Ⅲ28。

为便于排污，方便操作，上述实施例中，优选地：所述透明箱体1的底板上设置有排污管29，该排污管29上设置有排污阀30，所述排污阀30与透明箱体1的底板的板体之间设置有密封圈；在透明箱体1的底板的外板面上固定有支撑座31。

为进一步方便操作，保证实验精度，上述实施例中，优选地：所述控制阀Ⅱ16、控制阀Ⅲ25和控制阀Ⅳ26为电磁阀，所述控制阀Ⅱ16、控制阀Ⅲ25和控制阀Ⅳ26均通过导线与具有PLC控制片的控制柜13连接，由具有PLC控制片的控制柜13控制所述控制阀Ⅱ16、控制阀Ⅲ25和控制阀Ⅳ26的启闭。

上述结构的原理说明：实验时，关闭控制阀Ⅰ5、排污阀30、控制阀Ⅲ25和控制阀Ⅳ26，打开控制阀Ⅱ16对透明箱体1的内腔注水；将透明箱体1的内腔注满水后关闭控制阀Ⅱ16，具有PLC控制片的控制柜13控制电加热器10工作，温度检测仪11将检测的温度信号实时反馈给具有PLC控制片的控制柜13，打开增压泵3504对透明箱体1的内腔中的水进行加压，压力检测仪36将压力信号反馈给具有PLC控制片的控制柜13；同时打开控制阀Ⅳ26对硅胶管21注入预设量的天然气，天然气将硅胶管21涨成球状形成硅胶球，关闭控制阀Ⅳ26；当水温水、压达到预设值时，电加热器10停止工作，打开控制阀Ⅲ25，使得天然气溶于水，天然气溶于水的快慢可以直观从硅胶球缩小的快慢看出，利于直观教学，且易于操作，结构简单，易于制造。实验完毕，打开控制阀Ⅰ5，尾气经过燃烧嘴6燃烧。每一套独立的溶解反应观察检测系统34的水源18所装模拟水的矿化度不同。在实验过程中，硅胶球顶起大面积的泡沫板48，硅胶球的膨胀使得泡沫板48带动滑块46沿滑槽43上移，硅胶球的放气后使得泡沫板48带动滑块46沿滑槽43下移，滑块46上下移动的过程可以记录其对应的刻度，以此来实现对天然气溶解度的记录，不仅直观观察实验过程，还能记录实验数据，能够有效对学生进行考核。

上述实施例中，所述各部件均采用市场销售产品。

本发明所述结构对教学实用性强，同时能作为学生实验考试用实验装置。

显然，上述所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明所述实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

综上所述，由于上述结构，能够直观教学、易于检验学生实验知识掌握度和易于操作。