专利汇可以提供一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且涉及到CO2干法压裂技术的一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法,实验装置的液态CO2储罐、液添 泵 、液气分离器、 增压 泵 、密闭砂罐、回收罐、 气化 泵、气化器依序通过管道连接,plc 控制器 与液态CO2储罐、密闭砂罐、回收罐均与相连的 温度 传感器 ,液气分离器、密闭砂罐均与相连的 密度 传感器,增压泵相连的 压 力 传感器 、流量传感器连接,实验方法是将液态CO2和 支撑 剂 注入液态CO2储罐内,并对其增压及气化,通过plc控制器控制其测量液态CO2、增压前后的压力、温度、密度、转速参数。本 发明 能模拟CO2干法压裂混输过程,运行安全可靠,有助于解决CO2干法压裂的设备、功能设置等技术难题。,下面是一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法专利的具体信息内容。
1.一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法;其实验装置包括包括液态CO2储罐、液添泵、液气分离器、增压泵、密闭砂罐、回收罐、气化泵、气化器、流量传感器、密度传感器、压力传感器、管道透视镜、PLC控制系统以及阀门和管道,其特征在于,所述液态CO2储罐、液添泵、液气分离器、增压泵、密闭砂罐、回收罐、气化泵、气化器、流量传感器、密度传感器、管道透视镜及阀件通过管路连接;PLC控制系统与气化泵、液气分离器、密度传感器、电动阀门、温度传感器、压力传感器连接; 液态CO2储罐、液气分离器、密闭砂罐和回收罐出口均设置有放气球阀、放液球阀、安全阀,液态CO2储罐、密闭砂罐和回收罐均设置有温度传感器及压力传感器,液气分离器、密闭砂罐内部安装有电子式液位计,液添泵从外部抽取添加剂注入所述液态CO2储罐与液气分离器之间的管汇,增压泵出口管汇上设置有压力传感器、流量传感器,密闭砂罐下部设有螺旋输送装置,增压泵的出口分为两路:一路为与所述密闭砂罐连通,并通过电控阀进行流量调节;另一路为与所述回收罐连通的直流通道,直流通道与所述螺旋输送装置出砂口连通,并且所述直流通道上设置有电控阀、密度传感器、管道透视镜、球阀,所述气化泵与所述气化器之间的管路设置有安全阀和压力传感器,气化器出口与所述液态CO2储罐连通,且连通管路上设置有减压阀和电控球阀;
其实验方法是:所述实验方法包括如下步骤:
(1)实验前准备工作
1)往液态CO2储罐中灌入液态CO2,并使得罐内压力在1.9~2.1MPa;
2)将支撑剂石英砂2立方加入密闭砂罐;
3)关闭所有排气、排液阀门;
4)超压保护试验:设定PLC控制系统液气分离器、密闭砂罐排气电控阀开启压力分别为
1.2MPa、1.6MPa,打开液态CO2储罐气相至密闭砂罐所有阀门,使系统压力逐渐升高,检查并确认系统压力达到1.2MPa时液气分离器电控阀自动开启,然后修改液气分离器电控阀开启压力为2.3MPa,使得液气分离器电控阀自动关闭,系统压力继续升高,检查并确认系统压力达到1.6MPa时密闭砂罐排气电控阀自动开启,修改密闭砂罐排气电控阀开启压力为
2.8MPa,使密闭砂罐排气电控阀自动关闭,系统压力继续升高至不再上升时关闭液态CO2储罐气相控制阀;
5)打开液态CO2储罐液相至密闭砂罐所有阀门,启动增压泵至300-600rpm,冷却管路和密闭砂罐内的支撑剂直到密闭砂罐内整体温度降低到-15℃以下,转速越高,温度越低、压力越大,在此过程中根据需要调节增压泵转速、打开密闭砂罐的排气阀门,使得密闭砂罐内的压力不超过2.5MPa;
6)关闭增压泵;
(2)实验阶段
1)设定增压泵输出压力2.5 MPa、气化泵输出压力2.1 MPa;液气分离器、密闭砂罐开启压力分别为2.15 MPa及2.55 MPa
2)启动增压泵至转速300-600rpm,使增压泵输出流量达到300L/min;
3)启动液添泵、螺旋输送装置,其转速50转/min,根据需要调节其转速,并分别试验1%、
3%、5%支链聚硅氧烷增稠剂质量添加浓度和支撑剂石英砂5%、10%体积浓度条件下的系统运行情况,每组测试持续时间5min;
4)根据需要调节液气分离器、密闭砂罐和回收罐排气阀门大小,保证各部件压力不超过上述设定值,确保各设备安全稳定运行;
5)通过PLC控制系统和仪表监测并记录各设备运行参数及工质参数,包括转速、压力、温度及密度等参数,通过管道透视镜观察支撑剂在混合液体中的悬浮状态,以此评价添加支链聚硅氧烷增稠剂后液态CO2的携砂能力,从而指导增稠剂的优选及其添加浓度的参数确定;
(3)实验后整理工作
1)先关闭气化泵,再关闭螺旋输送装置、液添泵和增压泵;
2)排空液气分离器、密闭砂罐、回收罐及管路中的液体,关闭各管路阀门,整个实验结束;可根据所述液气分离器的液位高度通过所述PLC控制系统自动调节排气球阀开度,从而保证所述液气分离器的液位保持在设定范围;
通过所述冷却管路和密闭砂罐内的支撑剂,可获得过程中流量与一定压力条件下的管道排气能力参数;紧急停机时,可通过所述PLC控制系统一键关闭所述液添泵、增压泵、气化泵以及关闭或打开必要的阀门,保护系统设备安全。
2.根据权利要求1的一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法;其特征在于:
增压泵采用离心式、滑片式的结构形式。
3.根据权利要求1的一种模拟CO2干法压裂工质混输实验装置及实验方法;其特征在于:
气化器采用空浴式、水浴式、电加热和蒸汽加热式结构。
4.根据权利要求1的一种模拟CO2干法压裂工质混输实验系统及实验方法;其特征在于:
液态CO2储罐、密闭砂罐和回收罐均为压力容器。
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