專(zhuān)利名稱(chēng)：注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油藏注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
三維模擬試驗(yàn)是提高石油采收率技術(shù)研發(fā)的重要手段。隨著提高石油采收率新理念的不斷提出，對(duì)于三維模擬試驗(yàn)裝置提出了新的需求，包括1)具備單獨(dú)或同時(shí)注入 多種驅(qū)替介質(zhì)的能力(如蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體等)；2)能夠模擬高壓油藏條件(如 20MPa) ；3)能夠模擬高溫油藏條件(如350°C) ；4)能夠進(jìn)行水平井開(kāi)采油藏模擬；5)具備 多通道、大容量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；6)試驗(yàn)流程自動(dòng)化控制程度高；7)具備強(qiáng)大的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在 線及后處理功能；8)具備采出液自動(dòng)分離、收集與計(jì)量系統(tǒng)。國(guó)外在三維物理模擬試驗(yàn)技術(shù)方面根據(jù)其所從事的油田開(kāi)發(fā)研究需要，所使用的 試驗(yàn)裝置具有以下特點(diǎn)1)注入介質(zhì)多為水、熱水、蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體中的一種或 兩種，未見(jiàn)同時(shí)具備多元介質(zhì)注入功能的三維物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)報(bào)道；2)大多數(shù)試驗(yàn)裝置 的承壓能力小于IOMPa ;3)國(guó)外三維物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)在線處理功能方面(如 試驗(yàn)數(shù)據(jù)三維場(chǎng)圖在線顯示)一直未有所發(fā)展，其試驗(yàn)數(shù)據(jù)多在試驗(yàn)結(jié)束后采用第三方軟 件處理，該種數(shù)據(jù)處理方式使得研究人員在試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)了解試驗(yàn)狀況并及時(shí)做出 調(diào)整。查新結(jié)果顯示，未見(jiàn)與注多元熱流體采油高溫高壓三維模擬試驗(yàn)裝置相關(guān)的專(zhuān)利報(bào) 道。國(guó)內(nèi)在三維物理模擬裝置研制方面開(kāi)展了大量工作，且已有相關(guān)專(zhuān)利和論文發(fā) 表。查新結(jié)果顯示，對(duì)于開(kāi)展多元熱流體提高采收率研究現(xiàn)有試驗(yàn)裝置仍存在以下不足1) 不具備開(kāi)展多元熱流體驅(qū)替研究的能力；2)不具備開(kāi)展長(zhǎng)水平井段稠油熱力開(kāi)采研究的 能力；3)現(xiàn)有試驗(yàn)裝置能夠模擬的油藏壓力值普遍較低，且多采用上覆壓力方式，不適用 于開(kāi)展注蒸汽采油研究(蒸汽超覆作用)；4)由于采用氣體作為圍壓介質(zhì)在安全與控制方 面技術(shù)難度較大，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有試驗(yàn)裝置大都采用液體作為圍壓介質(zhì)，導(dǎo)致操作工藝較為繁瑣； 5)數(shù)據(jù)采集通道有限，無(wú)法滿(mǎn)足多點(diǎn)同時(shí)測(cè)量需求；6)系統(tǒng)自動(dòng)化控制程度相對(duì)較低；7) 現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)在線及后處理功能已不能滿(mǎn)足研究需求，如圖形插值算法、三維圖像分析及 處理功能等；8)稠油油藏采出液缺乏有效的自動(dòng)收集手段?，F(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案如參考文獻(xiàn)1、2所示，一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動(dòng)三維比例模擬系統(tǒng)，其包 括蒸汽注入系統(tǒng)、油藏模型本體、上覆壓力系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與圖形處理系統(tǒng)；其中，蒸汽 注入系統(tǒng)高壓恒速計(jì)量泵、蒸汽發(fā)生器、干度控制器；油藏模型本體包括模型外殼、絕熱層、 模擬油藏、模擬直井、模擬水平井、引壓管和熱電偶及其接口 ；上覆壓力系統(tǒng)包括球形壓力 罐、補(bǔ)液泵、安全閥、電加熱元件及其溫控裝置、管線接口及相應(yīng)的連接管線、閥門(mén)，上覆壓 力系統(tǒng)的球形壓力罐內(nèi)放置有所述的模型本體；數(shù)據(jù)采集與圖形處理系統(tǒng)包括電磁氣動(dòng) 閥，回壓閥，樣品收集器，數(shù)據(jù)線，溫度、壓力、壓差數(shù)據(jù)采集器以及微機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)
1)該技術(shù)中僅擁有蒸汽注入系統(tǒng)，沒(méi)有配置溶劑、非凝析氣體等介質(zhì)的注入裝置， 即無(wú)法滿(mǎn)足多元熱流體提高石油采收率新技術(shù)的研究；2)上覆壓力系統(tǒng)中采用補(bǔ)液泵，說(shuō)明其圍壓填充介質(zhì)為液體；采用液體作為圍壓 介質(zhì)，試驗(yàn)前后填充和排放圍壓介質(zhì)的工作強(qiáng)度較大； 3)現(xiàn)有技術(shù)中模型保溫方式較為復(fù)雜，由于圍壓填充介質(zhì)為液體，因此模型外層 不能采用常規(guī)保溫棉，而需采用真空隔熱方式，加工及操作技術(shù)難度相對(duì)較大；4)現(xiàn)有球形壓力罐內(nèi)置入油藏模型本體的凈空間為500mmX500mmX560mm(如權(quán) 利要求所述)，由于模型本體尺寸限制，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)于560mm的水平井模型的開(kāi)發(fā)效果研 究；5)現(xiàn)有技術(shù)在數(shù)據(jù)采集方面僅允許在模型本體內(nèi)200個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)(如權(quán)利要求所 述)，測(cè)點(diǎn)數(shù)量無(wú)法滿(mǎn)足大尺寸油藏模型的研究?，F(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案如參考文獻(xiàn)3、4所述(實(shí)為一個(gè)系統(tǒng))，該技術(shù)為一種蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理 模擬裝置，由注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、產(chǎn)出液收集系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)五部分組成，包括 高壓驅(qū)替泵、熱水器、蒸汽發(fā)生器、油浴、上下保溫水箱、壓力傳感器、回壓控制閥、冷凝器、 樣品收集器、數(shù)據(jù)采集器及微機(jī)組成?，F(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)1)該蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理模擬裝置中未提及上覆壓力或圍壓系統(tǒng)，模型系 統(tǒng)承壓能力有限(小于0. 4MPa-如論文中所述)，無(wú)法滿(mǎn)足高壓(如20MPa)研究需求?，F(xiàn)有技術(shù)三的技術(shù)方案如參考文獻(xiàn)5所述，一種火燒驅(qū)油三維物理模擬裝置，包括注入系統(tǒng)、模擬本體、 測(cè)控系統(tǒng)和產(chǎn)出分析系統(tǒng)，所述注入系統(tǒng)包括空壓機(jī)、穩(wěn)壓瓶、注入泵、蒸汽發(fā)生器、流量計(jì) 和中間活塞容器，所述測(cè)控系統(tǒng)，包括熱電偶、注入井溫度、壓力、流量采集器、采出井差壓 傳感器、計(jì)算機(jī)及其接口線路，所述產(chǎn)出系統(tǒng)，包括采出液回收器、氣體在線分析儀和電子 天平，所述模擬本體與注入系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)和產(chǎn)出系統(tǒng)相連接，包括主體及其固定為一體的 封蓋、安裝于主體內(nèi)腔底的保溫體、該保溫體內(nèi)腔順次安裝的試驗(yàn)油層、隔環(huán)、活塞總成，所 述試驗(yàn)油層內(nèi)布有五點(diǎn)式和九點(diǎn)式注采井網(wǎng)和至少一層的熱電偶，所述液壓缸垂直于活塞 總成，安裝于封蓋內(nèi)頂上?，F(xiàn)有技術(shù)三的缺點(diǎn)1)該技術(shù)中僅采用了蒸汽及氣體注入系統(tǒng)，沒(méi)有配置溶劑注入裝置，即無(wú)法滿(mǎn)足 多元熱流體提高石油采收率新技術(shù)的研究；2)該技術(shù)中采用活塞總成機(jī)構(gòu)制造模型上覆壓力，采用該種上覆壓力方式開(kāi)展注 蒸汽采油研究過(guò)程中，常常由于模型本體裝填問(wèn)題導(dǎo)致上覆壓力施加不均勻，從而易導(dǎo)致 注入蒸汽異常竄流，進(jìn)而嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的可靠性?，F(xiàn)有技術(shù)四的技術(shù)方案根據(jù)文獻(xiàn)6所述，高溫、高壓三維水平井物理模擬系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、模型、加熱保 溫系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、采出液收集系統(tǒng)和控制及測(cè)量系統(tǒng)等6部分組成。主要技術(shù)指標(biāo) 試驗(yàn)工作壓力為0 lOMPa，試驗(yàn)溫度為20 120°C?，F(xiàn)有技術(shù)四的缺點(diǎn)
1)現(xiàn)有技術(shù)的試驗(yàn)溫度、壓力指標(biāo)較低，無(wú)法滿(mǎn)足如20MPa，350°C的高溫高壓試驗(yàn)研究；2)現(xiàn)有技術(shù)不具備注入蒸汽介質(zhì)的能力。參考文獻(xiàn)(如專(zhuān)利/論文/標(biāo)準(zhǔn))1)《一種油藏注蒸汽熱采多方式聯(lián)動(dòng)三維比例模擬系統(tǒng)》實(shí)用新型專(zhuān)利，授權(quán)公告 號(hào) CN201396129Y ；2)劉其成，等.《多功能高溫高壓三維比例物理模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置》.石油儀 器.20(1) ,20063)《蒸汽驅(qū)油低壓三維比例物理模擬裝置》實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN 2752886Y4)關(guān)文龍，等.《三維物理模擬試驗(yàn)裝備及試驗(yàn)技術(shù)》.石油儀器.11 (5)，19975)《火燒驅(qū)油三維物理模擬覆壓裝置》.實(shí)用新型專(zhuān)利授權(quán)公告號(hào)CN 201145985Y6)江如意，王家祿.《高溫高壓三維水平井物理模擬系統(tǒng)》.石油勘探與開(kāi) 發(fā)· 26(6)，1999

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種注多元熱流體采油高溫(350°C )高壓(20MPa)三維模 擬試驗(yàn)裝置，采用三維模擬方式，提供多種驅(qū)替介質(zhì)注入選擇，提高模擬油藏溫度和壓力指 標(biāo)，加大油藏模擬尺度，擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集通道，提高試驗(yàn)研究自動(dòng)化及可視化程度。本發(fā)明所述的注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、 油容器組、水容器組、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組、懸浮化學(xué)劑容器組、氣瓶組、氣體增壓機(jī)、氣體 調(diào)壓閥、氣體流量測(cè)量與控制裝置和注入管線伴熱裝置組成；去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器順次連接，通過(guò)注 入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與油容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置 與模型本體連接；恒速恒壓泵組與水容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接， 恒速恒壓泵組分別與無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組和懸浮化學(xué)劑容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝 置與模型本體連接；氣瓶組、氣體增壓機(jī)、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測(cè)量與控制裝置順次連接， 通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；模型系統(tǒng)由高壓艙、模型本體、模型本體保溫層、圍壓氣瓶組、氣體壓縮機(jī)、注入氣 動(dòng)閥組、高壓艙加熱與冷卻裝置、模型清洗容器，模型清洗泵組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，模型本體保溫層包裹在模型本體外層；圍壓氣瓶組 和氣體壓縮機(jī)連接，通過(guò)注入氣動(dòng)閥組與高壓艙相連，高壓艙加熱與冷卻裝置部分位于高 壓艙的內(nèi)部，部分位于高壓艙的外部，模型清洗液容器和模型清洗泵連接，通過(guò)注入管線伴 熱裝置與模型本體連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、壓力顯示表 頭、溫度顯示表頭、恒溫油浴槽、壓力校準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置、排出氣動(dòng)閥組、小型空 壓機(jī)、計(jì)算機(jī)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)、試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)組成；溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器的一端穿過(guò)高壓艙布置于模型本體內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭、溫度顯示表頭及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置相連；恒溫油浴槽及壓力校準(zhǔn)儀 獨(dú)立于試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器的校準(zhǔn)；排出氣動(dòng)閥組安裝 在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動(dòng)閥組和排出氣動(dòng)閥組均與小型空壓機(jī)相連，數(shù) 據(jù)采集與傳輸裝置與計(jì)算機(jī)相連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)安裝于計(jì)算機(jī)中；兩套系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)用以在試驗(yàn)過(guò)程 中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，與此同時(shí)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手動(dòng)對(duì) 試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理 系統(tǒng)傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過(guò)在線對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理， 實(shí)時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示 等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組、制冷循環(huán)裝置、回壓閥組、緩沖容器組、回壓泵 組、采出液收集瓶、電子天平、采出液自動(dòng)收集器、氣瓶組、產(chǎn)出管線伴熱裝置及加熱離心機(jī) 組成；模型本體、采出液冷凝換熱器組、回壓閥組、產(chǎn)出管線伴熱裝置與采出液收集瓶順 次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組與制冷循環(huán)裝置相連，回壓泵 組、緩沖容器組與回壓閥組順次連接，采出液收集瓶置于電子天平上，電子天平與計(jì)算機(jī)相 連；模型本體、采出液冷凝換熱器組、產(chǎn)出管線伴熱裝置、采出液自動(dòng)收集器順次連接，采出 液收集瓶置于采出液自動(dòng)收集器內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動(dòng)收 集器與氣瓶組連接；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶置于加熱離心機(jī)內(nèi)。所述的懸浮化學(xué)劑容器組8為內(nèi)部具有攪拌功能的活塞容器組；所述的高壓艙臥式放置，由左端蓋、中段及右端蓋三部分組成，左右端蓋均為半球 形結(jié)構(gòu)，由螺栓與中段連接，左右端蓋上裝有吊耳及預(yù)留裝配孔，中段下部安裝有進(jìn)排氣孔 及安全閥；中段表面布置有插入孔道和法蘭結(jié)構(gòu)，溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器均 從高壓艙中段表面經(jīng)由插入孔道和法蘭結(jié)構(gòu)插入；所述的高壓艙采用氣體作為模型本體的圍壓填充介質(zhì)，高壓艙最大承壓能力為 20MPa。所述的模型本體材質(zhì)為不銹鋼，最高工作溫度為350°C，模型本體外層采用保溫棉 和鋁箔包裹。所述的高壓艙內(nèi)可進(jìn)行水平井開(kāi)采油藏模擬試驗(yàn)，模型水平井最大長(zhǎng)度為1. 6m。本裝置可進(jìn)行460個(gè)溫度及50個(gè)壓力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可根 據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行擴(kuò)展；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)分別安裝 于兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中，界面分別由并排放置的兩個(gè)顯示器顯示；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)并行使用， 試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳 輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，后者將試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理后以三維場(chǎng)圖的形式實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì)1)可單獨(dú)或同時(shí)注入多元熱流體驅(qū)替介 質(zhì)(如蒸汽、化學(xué)劑或非凝析氣體等)；2)采用氣體作為模型圍壓填充介質(zhì)，大大降低了圍壓填充介質(zhì)充排過(guò)程的工作強(qiáng)度；3)最高模擬油藏壓力達(dá)20MPa;4)最高模擬油藏溫度達(dá)3500C ；5)模型本體采用薄壁結(jié)構(gòu)，僅需在模型外層采用常規(guī)保溫材料進(jìn)行保溫，避免了復(fù) 雜保溫結(jié)構(gòu)；6)高壓艙容積允許開(kāi)展1. 6m長(zhǎng)模型的水平井開(kāi)采油藏模擬；(數(shù)據(jù)采集處理 及控制系統(tǒng)方面)7)可實(shí)現(xiàn)460通道溫度及50通道壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與處理，數(shù)據(jù)采集通 道可擴(kuò)展；8)注入、采出及模擬地層壓力/溫度等關(guān)鍵試驗(yàn)流程全自動(dòng)化控制；9)試驗(yàn)數(shù) 據(jù)在線三維圖形可視化分析與處理；(生產(chǎn)系統(tǒng)方面)10)采出液自動(dòng)收集，并人工實(shí)現(xiàn)油 水離心分離。


圖1注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意2注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置高壓艙結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、去離子水容器2、恒速恒壓泵組3、蒸汽發(fā)生器組4、蒸汽干度監(jiān)控器5、 油容器組6、水容器組7、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組8、懸浮化學(xué)劑容器組9、氣瓶組10、氣體 增壓機(jī)11、氣體調(diào)壓閥12、氣體流量測(cè)量與控制裝置13、注入管線伴熱裝置14、高壓艙 15、模型本體16、模型本體保溫層17、圍壓氣瓶組18、氣體壓縮機(jī)19、注入氣動(dòng)閥組20、 高壓艙加熱與冷卻裝置21、模型清洗容器22、模型清洗泵23、溫度傳感器24、壓力傳感 器25、壓差傳感器26、壓力顯示表頭27、溫度顯示表頭28、恒溫油浴槽29、壓力校準(zhǔn)儀 30、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置31、排出氣動(dòng)閥組32、小型空壓機(jī)33、計(jì)算機(jī)34、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集 與流程監(jiān)控系統(tǒng)35、試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)36、采出液冷凝換熱器組37、 制冷循環(huán)裝置38、回壓閥組39、緩沖容器組40、回壓泵組41、采出液收集瓶42、電子天 平43、采出液自動(dòng)收集器44、氣瓶組45、產(chǎn)出管線伴熱裝置46、加熱離心機(jī)47、左端蓋 48、中段49、右端蓋50、螺栓51、吊耳52、預(yù)留裝配孔53、進(jìn)排氣孔54、安全閥55、法蘭 結(jié)構(gòu)。圖3試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)及試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)流程 具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的注多元熱流體采油高溫高壓三維模擬試驗(yàn)裝置由多元注入系統(tǒng)、模 型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控 器4、油容器組5、水容器組6、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7、懸浮化學(xué)劑容器組8、氣瓶組9、氣體 增壓機(jī)10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測(cè)量與控制裝置12和注入管線伴熱裝置13組成；去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控器4順次連接， 通過(guò)注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；恒速恒壓泵組2與油容器組5連接，通過(guò)注 入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；恒速恒壓泵組2與水容器組6連接，通過(guò)注入管線 伴熱裝置13與模型本體15連接，恒速恒壓泵組分別2與無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7和懸浮化 學(xué)劑容器組8連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；氣瓶組9、氣體增壓機(jī) 10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測(cè)量與控制裝置12順次連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置13與模 型本體15連接；
模型系統(tǒng)由高壓艙14、模型本體15、模型本體保溫層16、圍壓氣瓶組17、氣體壓縮 機(jī)18、注入氣動(dòng)閥組19、高壓艙加熱與冷卻裝置20、模型清洗容器21，模型清洗泵22組成；模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體保溫層16包裹在模型本體外層；圍 壓氣瓶組17和氣體壓縮機(jī)18連接，通過(guò)注入氣動(dòng)閥組19與高壓艙14相連，高壓艙加熱與 冷卻裝置20部分位于高壓艙14的內(nèi)部，部分位于高壓艙14的外部，模型清洗液容器21和 模型清洗泵22連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置13與模型本體15連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25、壓力 顯示表頭26、溫度顯示表頭27、恒溫油浴槽28、壓力校準(zhǔn)儀29、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30、排 出氣動(dòng)閥組31、小型空壓機(jī)32、計(jì)算機(jī)33、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34、試驗(yàn)結(jié)果三維 可視化分析與處理軟件35組成；溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25的一端穿過(guò)高壓艙14布置于模型 本體15內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭26、溫度顯示表頭27及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連； 恒溫油浴槽28及壓力校準(zhǔn)儀29獨(dú)立于試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)溫度傳感器23、壓力傳感器24和 壓差傳感器25的校準(zhǔn)；排出氣動(dòng)閥組31安裝在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動(dòng)閥 組19和排出氣動(dòng)閥組31均與小型空壓機(jī)32相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計(jì)算機(jī)33相 連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35安裝于計(jì) 算機(jī)33中；兩套系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34用以在試驗(yàn) 過(guò)程中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，與此同時(shí)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手 動(dòng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過(guò)在線對(duì)試驗(yàn) 數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制 剖面圖及顯示等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組36、制冷循環(huán)裝置37、回壓閥組38、緩沖容器組 39、回壓泵組40、采出液收集瓶41、電子天平42、采出液自動(dòng)收集器43、氣瓶組44、產(chǎn)出管線 伴熱裝置45及加熱離心機(jī)46組成；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45與采出 液收集瓶41順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組36與制冷循環(huán) 裝置37相連，回壓泵組40、緩沖容器組39與回壓閥組38順次連接，采出液收集瓶41置于 電子天平42上，電子天平42與計(jì)算機(jī)33相連；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出 管線伴熱裝置45、采出液自動(dòng)收集器43順次連接，采出液收集瓶41置于采出液自動(dòng)收集器 43內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動(dòng)收集器43與氣瓶組44連接；盛有 產(chǎn)出液的采出液收集瓶41置于加熱離心機(jī)46內(nèi)。高壓艙14臥式放置，由左端蓋47、中段48及右端蓋49三部分組成，左右端蓋均為 半球形結(jié)構(gòu)，由螺栓50與中段連接，左右端蓋上裝有吊耳51及預(yù)留裝配孔52，中段下部安 裝有進(jìn)排氣孔53及安全閥54。高壓艙14中段表面布置有插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)55，溫度傳感器23、壓力傳感器24 及壓差傳感器25均從高壓艙14中段表面經(jīng)由插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)55插入。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)由6個(gè)子模塊組成，包括1)模型設(shè)計(jì)子模塊，其主要功能是模型相似比例?；?jì)算與模型熱電偶排布設(shè)計(jì)；2)傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)子模塊，其 主要功能是實(shí)現(xiàn)壓力、溫度及流量傳感器的集團(tuán)標(biāo)定；3)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊，其 主要功能是實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)終端設(shè)備及傳感器的壓力、溫度、流量及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并將模型 內(nèi)壓力及溫度值實(shí)時(shí)傳輸至試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)；4)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制 子模塊，主要功能是根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制高壓艙圍壓、蒸汽干度、氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)及流體注入 等；5)數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，其主要功能是將采集到得壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)以曲線形 式實(shí)時(shí)顯示；6)界面顯示子模塊，其主要功能是實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)流程及關(guān)鍵參數(shù)值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控 器4、油容器組5、水容器組6、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7及懸浮化學(xué)劑容器組8、氣體增壓機(jī) 10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測(cè)量與控制裝置12、注入管線伴熱裝置13相連接，主要利用數(shù) 據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子模塊，實(shí)時(shí)采集并記錄溫度、壓力、流量 及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求對(duì)注入過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與氣體壓縮機(jī)18、注入氣動(dòng)閥組19、壓差傳感器25 及排出氣動(dòng)閥組31相連接，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子 模塊，對(duì)高壓艙圍壓進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)控制。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與溫度傳感器23、壓力傳感器24及壓差傳感器25 相連，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)壓力及 溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與傳輸。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與制冷循環(huán)裝置37、回壓泵組40、電子天平42、采 出液自動(dòng)收集器43與產(chǎn)出管線伴熱裝置45相連接，主要利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊 及實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子模塊，實(shí)現(xiàn)模型產(chǎn)出液自動(dòng)冷卻、收集與計(jì)量。試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)由5個(gè)子功能模塊組成，包括1)數(shù)據(jù)接收 子模塊，主要功能是實(shí)時(shí)接收從試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
2)優(yōu)化插值子模塊，主要功能是將離散的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)插值方法形成三維場(chǎng)圖數(shù)據(jù)；
3)場(chǎng)顯示子模塊，主要功能是實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度、壓力、密度、粘度及流度三維場(chǎng)4)場(chǎng)處理子模塊，主要功能是對(duì)三維場(chǎng)圖進(jìn)行分層、截面、切塊處理及分析，并可以等值線 或網(wǎng)狀方式顯示；5)歷史回放與視頻錄制子模塊，其主要功能為將實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)以場(chǎng)圖形 式顯示，可生成AVI等格式的常用視頻文件。試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系 統(tǒng)實(shí)時(shí)連接。實(shí)施例1 當(dāng)進(jìn)行溶劑輔助蒸汽采油試驗(yàn)時(shí)，去離子水容器1中存儲(chǔ)的水經(jīng)由恒速恒壓泵組 2進(jìn)入蒸汽發(fā)生器組3，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由蒸汽干度監(jiān)控器4后達(dá)到試驗(yàn)所需的蒸汽干度；與 此同時(shí)，水經(jīng)由恒速恒壓泵組2注入無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7，存儲(chǔ)于無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7 中的試驗(yàn)用溶劑被水驅(qū)替而出；蒸汽與溶劑在管道中混合后注入模型本體15 ；填充有砂和 油的模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；氣體由氣體壓縮 機(jī)18增壓后被注入至高壓艙14內(nèi)，通過(guò)注入氣動(dòng)閥組19及排出氣動(dòng)閥組31的開(kāi)啟和關(guān) 閉控制將高壓艙壓力控制在2MPa附近，確保模型本體15被壓實(shí)；高壓艙加熱與冷卻裝置 20將高壓艙內(nèi)溫度控制在25°C ；200個(gè)溫度傳感器23、20個(gè)壓力傳感器24、10個(gè)壓差傳感器25的一端穿過(guò)高壓艙14布置于模型本體15內(nèi)，另一端與10塊溫度顯示表頭27、10塊 壓力顯示表頭26及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計(jì)算機(jī)33相 連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35安裝于計(jì) 算機(jī)33中，兩系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34用以在試驗(yàn)過(guò) 程中采集溫度、壓力和流量等數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)保存，與此同時(shí)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手 動(dòng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分 析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 的分析處理，實(shí)時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制剖 面圖及顯示等值線等多種操作。從模型本體15產(chǎn)出的流體經(jīng)由采出液冷凝換熱器組36、 回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45流入采出液收集瓶41，采出 液冷凝換熱器組36出口流 體溫度控制在80°C左右，電子天平42實(shí)時(shí)稱(chēng)量獲得流入采出液收集瓶41的液體的質(zhì)量變 化，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)33中；試驗(yàn)結(jié)束后，盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41被置于 加熱離心機(jī)46內(nèi)，通過(guò)加熱離心作用實(shí)現(xiàn)油水分離。實(shí)施例2 當(dāng)進(jìn)行氣體輔助蒸汽采油試驗(yàn)時(shí)，去離子水容器1中存儲(chǔ)的水經(jīng)由恒速恒壓泵組 2進(jìn)入蒸汽發(fā)生器組3，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)由蒸汽干度監(jiān)控器4后達(dá)到試驗(yàn)所需的蒸汽干度；氣 體經(jīng)氣體增壓機(jī)10與氣體調(diào)壓閥11后達(dá)到注入壓力，氣體注入流量由氣體流量測(cè)量與控 制裝置12設(shè)定；蒸汽與氣體在管道中混合后注入模型本體15 ；填充有砂和油的模型本體 15被固定安放在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；氣體由氣體壓縮機(jī)18增壓 后被注入至高壓艙14內(nèi)，通過(guò)注入氣動(dòng)閥組19及排出氣動(dòng)閥組31的開(kāi)啟和關(guān)閉控制將高 壓艙壓力控制在20MPa附近，確保模型本體15被壓實(shí)；高壓艙加熱與冷卻裝置20將高壓艙 內(nèi)溫度控制在35°C;460個(gè)溫度傳感器23、40個(gè)壓力傳感器24、10個(gè)壓差傳感器25的一端 穿過(guò)高壓艙14布置于模型本體15內(nèi)，另一端與10塊溫度顯示表頭27、10塊壓力顯示表頭 26及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30與計(jì)算機(jī)33相連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采 集與流程監(jiān)控軟件34與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理軟件35安裝于計(jì)算機(jī)33中，兩軟 件在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34用以在試驗(yàn)過(guò)程中采集溫度、 壓力和流量等數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)保存。與此同時(shí)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程 進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件34實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng) 35傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理，實(shí) 時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等 值線等多種操作。從模型本體15產(chǎn)出的流體經(jīng)由采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出管線伴熱裝 置45及采出液自動(dòng)收集器43流入采出液收集瓶41，采出液冷凝換熱器組36出口流體溫度 控制在80°C左右；試驗(yàn)結(jié)束后，盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41被置于加熱離心機(jī)46內(nèi)，通 過(guò)加熱離心作用實(shí)現(xiàn)油水分離。去離子水容器1、恒速恒壓泵組2、蒸汽發(fā)生器組3、蒸汽干度監(jiān)控器4、注入管線伴 熱裝置13及模型本體15順次連接，恒速恒壓泵組2將去離子水容器1中儲(chǔ)存的水泵入蒸 汽發(fā)生器組3，蒸汽發(fā)生器組3產(chǎn)生熱水和一定干度的蒸汽，蒸汽干度由蒸汽干度監(jiān)控器4 檢測(cè)并控制；恒速恒壓泵組2、油容器組5、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接， 可實(shí)現(xiàn)向模型本體15內(nèi)獨(dú)立注入油；恒速恒壓泵組2、水容器組6及模型本體15順次連接，可實(shí)現(xiàn)向模型內(nèi)獨(dú)立注入地層水或蒸餾水；恒速恒壓泵組2、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組7、懸浮 化學(xué)劑容器組8、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接，可實(shí)現(xiàn)向模型內(nèi)獨(dú)立注入 有機(jī)溶劑及聚合物溶液等化學(xué)劑；氣瓶組9、氣體增壓機(jī)10、氣體調(diào)壓閥11、氣體流量測(cè)量 與控制裝置12注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連接，可實(shí)現(xiàn)向模型內(nèi)獨(dú)立注入氣 體；上述容器組均有加熱功能，且不同介質(zhì)的注入管線在通入高壓艙前交匯成一條主管線， 可實(shí)現(xiàn)多元熱流體的協(xié)同注入。模型本體15被固定在高壓艙14內(nèi)，模型本體外層包裹有保溫層16 ；圍壓氣瓶組17、氣體壓縮機(jī)18、注入氣動(dòng)閥組19與高壓艙14順次相連，其功能為向高壓艙中注入氣體 以增大高壓艙壓力；高壓艙加熱與冷卻裝置20位于高壓艙14的內(nèi)部和外部，用以控制高壓 艙內(nèi)溫度；模型清洗液容器21、模型清洗泵22、注入管線伴熱裝置13及模型本體15順次連 接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)模型本體內(nèi)部及管線的清洗。溫度傳感器23、壓力傳感器24、壓差傳感器25的一端穿過(guò)高壓艙14布置于模型 本體15內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭26、溫度顯示表頭27及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置30相連；恒 溫油浴槽28及壓力校準(zhǔn)儀29獨(dú)立于試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)溫度傳感器23、壓力傳感器24和壓 差傳感器25的校準(zhǔn)；排出氣動(dòng)閥組31安裝在系統(tǒng)管路中，其功能為向高壓艙外排出氣體以 減小高壓艙壓力；注入氣動(dòng)閥組19及排出氣動(dòng)閥組31均與小型空壓機(jī)32相連，小型空壓 機(jī)32為注入氣動(dòng)閥組19及排出氣動(dòng)閥組31提供開(kāi)啟和關(guān)閉的動(dòng)力；數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置 30與計(jì)算機(jī)33相連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理 系統(tǒng)35安裝于計(jì)算機(jī)33中，兩套系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系 統(tǒng)34用以在試驗(yàn)過(guò)程中采集溫度、壓力和流量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，與此同時(shí)，根據(jù)所 采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)34實(shí)時(shí) 向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)35傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處 理系統(tǒng)35通過(guò)在線對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化 場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等值線等多種操作。模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、回壓閥組38、產(chǎn)出管線伴熱裝置45與采出 液收集瓶41順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組36與制冷循環(huán) 裝置37相連，制冷循環(huán)裝置37向采出液冷凝換熱器組36中不斷輸出低溫?fù)Q熱介質(zhì)，并將 從采出液冷凝換熱器組36返回的被加熱的換熱介質(zhì)冷卻；回壓泵組40、緩沖容器組39與 回壓閥組38順次連接，為模型本體提供背壓；采出液收集瓶41置于電子天平42上，電子天 平42與計(jì)算機(jī)33相連，電子天平42用以稱(chēng)量流入采出液收集瓶41的液體的質(zhì)量變化，并 將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)33中；模型本體15、采出液冷凝換熱器組36、產(chǎn)出管線伴熱裝置 45、采出液自動(dòng)收集器43順次連接，采出液收集瓶41置于采出液自動(dòng)收集器43內(nèi)，構(gòu)成了 模型中液體的產(chǎn)出的另一通道，通過(guò)該條通道，產(chǎn)出液體可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集，無(wú)需人工更換 采出液收集瓶41 ；采出液自動(dòng)收集器43與氣瓶組44連接，氣瓶組44為采出液自動(dòng)收集器 43提供背壓；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶41置于加熱離心機(jī)46內(nèi)，通過(guò)加熱離心作用實(shí) 現(xiàn)油水分離。
權(quán)利要求
一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；多元注入系統(tǒng)由去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、油容器組、水容器組、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組、懸浮化學(xué)劑容器組、氣瓶組、氣體增壓機(jī)、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測(cè)量與控制裝置和注入管線伴熱裝置組成；去離子水容器、恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器順次連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與油容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；恒速恒壓泵組與水容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接，恒速恒壓泵組分別與無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組和懸浮化學(xué)劑容器組連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；氣瓶組、氣體增壓機(jī)、氣體調(diào)壓閥、氣體流量測(cè)量與控制裝置順次連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；模型系統(tǒng)由高壓艙、模型本體、模型本體保溫層、圍壓氣瓶組、氣體壓縮機(jī)、注入氣動(dòng)閥組、高壓艙加熱與冷卻裝置、模型清洗容器，模型清洗泵組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，模型本體保溫層包裹在模型本體外層；圍壓氣瓶組和氣體壓縮機(jī)連接，通過(guò)注入氣動(dòng)閥組與高壓艙相連，高壓艙加熱與冷卻裝置部分位于高壓艙的內(nèi)部，部分位于高壓艙的外部，模型清洗液容器和模型清洗泵連接，通過(guò)注入管線伴熱裝置與模型本體連接；數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)由溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器、壓力顯示表頭、溫度顯示表頭、恒溫油浴槽、壓力校準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置、排出氣動(dòng)閥組、小型空壓機(jī)、計(jì)算機(jī)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)、試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)組成；溫度傳感器、壓力傳感器、壓差傳感器的一端穿過(guò)高壓艙布置于模型本體內(nèi)，另一端與壓力顯示表頭、溫度顯示表頭及數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置相連；恒溫油浴槽及壓力校準(zhǔn)儀獨(dú)立于試驗(yàn)系統(tǒng)，用于對(duì)溫度傳感器、壓力傳感器和壓差傳感器的校準(zhǔn)；排出氣動(dòng)閥組安裝在與高壓艙連接的氣體排出管上，注入氣動(dòng)閥組和排出氣動(dòng)閥組均與小型空壓機(jī)相連，數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置與計(jì)算機(jī)相連；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)安裝于計(jì)算機(jī)中；兩套系統(tǒng)在試驗(yàn)過(guò)程中并聯(lián)使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)用以在試驗(yàn)過(guò)程中采集溫度、壓力和流量數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，與此同時(shí)，根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)信息自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過(guò)在線對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)時(shí)形成三維可視化場(chǎng)圖，且可以對(duì)三維可視化場(chǎng)圖進(jìn)行如分層顯示、繪制剖面圖及顯示等值線多種操作。生產(chǎn)系統(tǒng)由采出液冷凝換熱器組、制冷循環(huán)裝置、回壓閥組、緩沖容器組、回壓泵組、采出液收集瓶、電子天平、采出液自動(dòng)收集器、氣瓶組、產(chǎn)出管線伴熱裝置及加熱離心機(jī)組成；模型本體、采出液冷凝換熱器組、回壓閥組、產(chǎn)出管線伴熱裝置與采出液收集瓶順次連接，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出通道；采出液冷凝換熱器組與制冷循環(huán)裝置相連，回壓泵組、緩沖容器組與回壓閥組順次連接，采出液收集瓶置于電子天平上，電子天平與計(jì)算機(jī)相連；模型本體、采出液冷凝換熱器組、產(chǎn)出管線伴熱裝置、采出液自動(dòng)收集器順次連接，采出液收集瓶置于采出液自動(dòng)收集器內(nèi)，構(gòu)成了模型中液體的產(chǎn)出的另一通道；采出液自動(dòng)收集器與氣瓶組連接；盛有產(chǎn)出液的采出液收集瓶置于加熱離心機(jī)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于懸 浮化學(xué)劑容器組為內(nèi)部具有攪拌功能的活塞容器組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于高 壓艙臥式放置，由左端蓋、中段及右端蓋三部分組成，左右端蓋均為半球形結(jié)構(gòu)，由螺栓與 中段連接，左右端蓋上裝有吊耳及預(yù)留裝配孔，中段下部安裝有進(jìn)排氣孔及安全閥；高壓艙 中段表面布置有插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)，溫度傳感器、壓力傳感器及壓差傳感器均從高壓艙 中段表面經(jīng)由插入孔道及法蘭結(jié)構(gòu)插入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于高 壓艙14采用氣體作為模型本體15的圍壓填充介質(zhì)，高壓艙14最大承壓能力為20MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于模 型本體15材質(zhì)為不銹鋼，最高工作溫度為350°C，模型本體15外層采用保溫棉和鋁箔包裹。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于高 壓艙14內(nèi)可進(jìn)行水平井開(kāi)采油藏模擬試驗(yàn)，模型水平井最大長(zhǎng)度為1. 6m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于本 裝置可進(jìn)行460個(gè)溫度及50個(gè)壓力數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可根據(jù)試驗(yàn)需要 進(jìn)行擴(kuò)展。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于試 驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)分別安裝于兩臺(tái)計(jì)算 機(jī)，界面采用并排放置的兩個(gè)顯示器分別顯示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于試 驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)并行使用，試驗(yàn)過(guò)程中 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)向試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 后者將試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理后以三維場(chǎng)圖的形式實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于試 驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)由6個(gè)子模塊組成，包括1)模型設(shè)計(jì)子模塊，是模型相似比例 ?；?jì)算與模型熱電偶排布設(shè)計(jì)；2)傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)子模塊，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度及流量傳 感器的集團(tuán)標(biāo)定；3)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊，是實(shí)時(shí)采集并存儲(chǔ)終端設(shè)備及傳感器 的壓力、溫度、流量及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并將模型內(nèi)壓力及溫度值實(shí)時(shí)傳輸至試驗(yàn)結(jié)果三維可視 化分析與處理系統(tǒng)；4)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子模塊，根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制高壓艙圍壓、蒸 汽干度、氣動(dòng)閥開(kāi)關(guān)及流體注入；5)數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，是將采集到得壓力、溫度、流 量等數(shù)據(jù)以曲線形式實(shí)時(shí)顯示；6)界面顯示子模塊，是實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)流程及關(guān)鍵參數(shù)值；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與恒速恒壓泵組、蒸汽發(fā)生器組、蒸汽干度監(jiān)控器、油容 器組、水容器組、無(wú)懸浮化學(xué)劑容器組及懸浮化學(xué)劑容器組、氣體增壓機(jī)、氣體調(diào)壓閥、氣體 流量測(cè)量與控制裝置、注入管線伴熱裝置相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及實(shí)驗(yàn) 流程自動(dòng)控制子模塊，實(shí)時(shí)采集并記錄溫度、壓力、流量及開(kāi)關(guān)量信號(hào)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求對(duì)注 入過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與氣體壓縮機(jī)、注入氣動(dòng)閥組、壓差傳感器及排出氣動(dòng)閥組相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子模塊，對(duì)高壓艙圍壓 進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)控制；試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與溫度傳感器、壓力傳感器及壓差傳感器相連，利用數(shù) 據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及數(shù)據(jù)處理與繪圖子模塊，實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)壓力及溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)的采 集、存儲(chǔ)與傳輸； 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)與制冷循環(huán)裝置、回壓泵組、電子天平、采出液自動(dòng)收集 器與產(chǎn)出管線伴熱裝置相連接，利用數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與傳輸子模塊及實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)控制子 模塊，實(shí)現(xiàn)模型產(chǎn)出液自動(dòng)冷卻、收集與計(jì)量；試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)由5個(gè)子功能模塊組成，包括1)數(shù)據(jù)接收子模 塊，主要功能是實(shí)時(shí)接收從試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)傳輸來(lái)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；2)優(yōu) 化插值子模塊，主要功能是將離散的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)插值方法形成三維場(chǎng)圖數(shù)據(jù)；3)場(chǎng) 顯示子模塊，主要功能是實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度、壓力、密度、粘度及流度三維場(chǎng)圖；4) 場(chǎng)處理子模塊，主要功能是對(duì)三維場(chǎng)圖進(jìn)行分層、截面、切塊處理及分析，并可以等值線或 網(wǎng)狀方式顯示；5)歷史回放與視頻錄制子模塊，其主要功能為將實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)以場(chǎng)圖形式 顯示，可生成AVI格式的常用視頻文件；試驗(yàn)結(jié)果三維可視化分析與處理系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與流程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí) 時(shí)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油藏注多元熱流體采油三維模擬試驗(yàn)裝置；由多元注入系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)組成；模型本體被固定在高壓艙內(nèi)，高壓艙與多元注入系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理及控制系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)連接；可單獨(dú)或同時(shí)注入多元熱流體驅(qū)替介質(zhì)，采用氣體作為模型圍壓填充介質(zhì)，大大降低了圍壓填充介質(zhì)充排過(guò)程的工作強(qiáng)度，模擬油藏壓力達(dá)20MPa，模擬油藏溫度達(dá)350℃，可實(shí)現(xiàn)460通道溫度及50通道壓力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與處理，數(shù)據(jù)采集通道可擴(kuò)展；注入、采出及模擬地層壓力/溫度試驗(yàn)流程全自動(dòng)化控制，試驗(yàn)數(shù)據(jù)在線三維圖形可視化分析與處理，采出液自動(dòng)收集，實(shí)現(xiàn)油水離心分離。
文檔編號(hào)E21B43/24GK101818636SQ20101018056
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者關(guān)文龍, 昝成, 李秀巒, 江航, 沈德煌, 王紅莊, 羅健, 郭嘉, 馬德勝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司