[实用新型]一种用于含水合物沉积物渗透率应力敏感性评价的反应釜

说明书

技术领域

本实用新型具体涉及一种用于含水合物沉积物渗透率应力敏感性评价的反应釜，属于岩土工程与非常规油气藏工程技术领域。

背景技术

天然气水合物广泛分布于高纬度极地冻土环境与海洋湖泊等深水地层环境中，储量十分巨大，被认为是一种重要的潜在替代能源，如何对其进行有效地开发利用是国内外广泛关注的研究方向。天然气水合物降压开采是一个非等温的多相渗流过程，伴随着含水合物沉积物渗透率的不断改变。目前对于水合物降压开采过程中有效应力变化导致沉积物渗透率变化的规律仍然不是很清楚，尚不能较好地满足降压方案设计和生产潜力预测的工程实际需求。

含水合物沉积物渗透性实验研究仍然以人工制备的重塑样品为主。近年来，国内外研究团体根据各自需求研制了多套的含水合物沉积物渗透率测量实验装置，只有少数的反应釜能够适用于渗透率应力敏感性评价工作。现有的渗透率应力敏感性评价反应釜通常采用侧向应力和轴向应力分开施加的方式使样品达到三向等应力状态，这种施加方式在渗透率测量过程中难以实时全程保持样品侧向应力与轴向应力相等，并且实际操作颇为不便。现有的反应釜通常整体放置于恒温箱内控温(低温)，样品、进液口管路以及出液口管路温度相同，容易导致水合物合成从而堵塞出液口管路。上述两个方面的不足制约了水合物降压分解过程中沉积物有效应力水平对其渗透率的影响规律研究。

实用新型内容

为了克服上述两点不足，本实用新型的目的是提供一种用于含水合物沉积物渗透率应力敏感性评价的反应釜，一方面能够实现样品侧向应力与轴向应力的一体化施加，操作简单方便；另一方面是避免水合物合成堵塞流体管路，较好地满足水合物降压分解过程中沉积物有效应力水平对其渗透率影响规律研究的需求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于含水合物沉积物渗透率应力敏感性评价的反应釜，主要包括固定底座、下法兰、釜体、样品底座、样品区、样品盖、顶盖、上法兰、时域反射探针、活塞；所述固定底座通过螺栓与下法兰连接，下法兰通过螺栓与釜体连接，样品底座通过螺栓与下法兰连接；顶盖部分插入釜体，固定顶盖的上法兰通过螺栓与釜体连接；样品底座上方为样品区，样品区的上方设置样品盖，当样品区放置样品时，样品盖与样品相接触；样品底座上安装时域反射探针，时域反射探针一部分埋在样品底座内，另一部分位于样品区；流体出口管路经样品盖和顶盖引出釜外，流体出口管路可垂向移动以适应样品压缩变形；活塞从釜体外部穿过顶盖并与样品盖点接触；流体进口管路经样品底座和下法兰引出到釜外；围压液进口经下法兰引出到釜外，围压液出口经顶盖引出到釜外。

进一步地，所述釜体外周焊接夹套，夹套底部连通制冷液进口，夹套顶部连通制冷液出口。

进一步地，所述夹套外周固定保温层。

进一步地，温度传感器插入顶盖并固定。

进一步地，活塞设计有上、下限位器以防止其压出釜外或压进釜内。

进一步地，在两个相互接触的部件间设置密封圈，所述两个互相接触的部件包括：固定底座与下法兰、下法兰与釜体、样品底座与下法兰、固定底座与样品底座、顶盖与釜体、活塞与顶盖、流体出口管路与顶盖、温度传感器与顶盖。

本实用新型的有益效果是：

(1)样品盖与活塞为点接触，在注入围压液时，可以保证样品的外周及上方均布满围压液，因此可以实现围压从样品侧向和轴向一体化施加，三向等应力状态方便实现。

(2)流体出口管路通过顶盖引出，且釜体侧面夹套制冷使样品温度低于进口及出口管路温度，可有效避免流体出口管路由下法兰引出导致的水合物合成堵塞管路的缺点，有效地保证了实验全程流体管路的畅通，方便沉积物渗透率测量。

(3)反应釜设计压力上限为25MPa，设计温度范围是–20℃至室温，能够模拟自然条件下海洋水合物沉积层的温度和压力条件，满足沉积物渗透性实验研究的需求。

(4)出液口管路与顶盖采用动密封方式，既保证了釜体的密闭性，又能够垂向移动以适应样品压缩变形。

(5)样品底座和固定底座采用分体式设计，方便时域反射探针的安装与拆卸。

附图说明

图1是本实用新型用于含水合物沉积物渗透率应力敏感性评价的反应釜结构示意图；

图2是图1的俯视图。