[实用新型]一种用于超临界CO2岩心伤害的高温高压反应釜

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩心伤害实验设备技术领域，特别涉及一种用于超临界CO₂岩心伤害的高温高压反应釜。

背景技术

现有的针对二氧化碳岩心伤害的实验，均采用定容式反应釜，即待伤害岩心与二氧化碳都是在一个固定的腔室内进行实验的，反应釜容积固定，导致排驱不便、无法实时调压、只能气相泄压、安全隐患较大等不足。

对于纯气体的反应，可以通过在反应之前抽真空的方法排除空气对实验的干扰；但由于CO₂的伤害反应常有水参与，需要向反应釜内加水；而真空度的降低会造成水的快速蒸发，从而导致加水量的不确定，真空度的变化将导致加CO₂时气流不稳定，水汽混入二氧化碳会对真空泵造成损害。

二氧化碳岩心伤害一般都在高压环境下进行实验，对液态或临界态的二氧化碳进行岩心伤害实验时，不宜采用添加或释放二氧化碳的方式进行调压：添加CO₂势必会使反应腔与外界连通，一则导致反应物的量与初始计量量不同，二则新注入的CO₂温度与反应条件不一致产生的温度差会使注入压力产生波动、不易控制；当反应压力大于安全压力需要迅速降压时，若仅靠释放CO₂的方式，则釜内CO₂泄漏至大气压时会产生大量气体、且伴随CO₂相变(液态/超临界CO₂与气态同时存在于管路中时是多相流动，流动阻力大)，导致泄压时间长，具有很大的安全隐患。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有二氧化碳岩心伤害实验均是在固定容积的反应釜内进行的，实验过程存在二氧化碳排驱不便、无法实时调压、只能气相泄压、安全隐患较大等一系列问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于超临界CO₂岩心伤害的高温高压反应釜，包括：釜体和盖体，所述釜体设有内腔，所述盖体密封连接在所述内腔的开口处；所述内腔内设有能沿竖直方向移动的活塞，所述活塞与所述内腔的内壁密封接触；

所述内腔的顶部连接有反应介质出口管路和压力表，所述内腔的底部连接有加压介质出入管路；所述内腔的侧壁上连接有连通管，仅在所述活塞落于所述内腔的底部时，所述连通管与所述活塞上方的内腔区域连通。

其中，所述活塞将所述内腔分隔成反应腔和加压腔，所述反应腔位于所述加压腔的上方。

其中，所述加压腔通过管路连接有安全阀，所述安全阀用于在检测到加压腔内的压力高于预设安全压力值时自动打开，对所述加压腔进行排压。

其中，所述加压介质出入管路上设有加压介质出入阀、以及用于连接加压介质提供单元的接头；所述加压介质提供单元为高压手动计量泵，所述高压手动计量泵能对所述加压腔进行正向加压与逆向降压操作。

其中，所述盖体设置在所述内腔的顶部，所述反应介质出口管路穿过所述盖体。

其中，所述盖体包括密封盖与紧固盖，所述密封盖与所述内腔的开口密封连接，所述紧固盖与所述釜体紧固连接，所述紧固盖用于固定所述密封盖。

其中，所述密封盖容置于所述紧固盖内，所述反应介质出口管路与所述密封盖固定连接，所述紧固盖的中部套设在所述反应介质出口管路上。

其中，所述密封盖上设有与所述内腔的开口相匹配的密封段，所述密封段的外侧设有密封圈，所述密封盖通过所述密封圈与所述内腔的开口处密封连接。

其中，所述紧固盖通过螺纹与所述釜体连接，所述紧固盖还连接有用于限制其转动的锁紧单元。

其中，所述锁紧单元为设置在所述反应介质出口管路与所述紧固盖之间的卡簧。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：本实用新型公布了一种用于超临界CO₂岩心伤害的高温高压反应釜，通过设置能在内腔内上下自由滑动的活塞，将内腔分隔成两个相对独立的腔室，两个腔室内的介质不会混在一起；通过改变加压腔内的压力，即可实现对反应腔内压力的调节，再结合相同压力变化时三相态物质的体积变化相差较大的情况，选用液体作为加压介质，调压是需要增加或排出的加压介质量较少，调压方便、速度快；由于二氧化碳比空气重，因此考虑将连通管设置在内腔的下部，方便驱除内腔内的空气；总体来说，本实用新型可以实现如下几点有益效果：

1、液体辅助安全控压：可实现快捷、有效、平稳地控制内腔内的最高安全压力；

2、液体辅助平稳调压：可实现快速、平稳、实时地增加或降低反应腔内的压力；