本实用新型专利技术公开了一种油页岩原位模拟热解装置，属于非常规能源开采领域，由岩心夹持机构、围压加压机构和高温高压密封机构组成，岩心夹持机构由样品套和夹持垫圈组成，围压加压机构由加压套和中间套组成，高温高压密封机构由第一压套、第一压环、第二压环、第二压套及密封件组成，能够给油页岩岩心施加围压，模拟油页岩的原位应力状态，同时能够从一端注气，经过油页岩岩心之后，气体从另一端排出，实现油页岩在高温高围压状态下的裂解。本实用新型专利技术提出的装置能够有效的模拟地下油页岩层在加热过程中所处的真实温‑压环境，通过实验研究获得油页岩的地下原位裂解特性，从而指导实际开采工程。
【技术实现步骤摘要】
一种油页岩原位模拟热解装置
本技术属于非常规能源开采领域，具体涉及一种油页岩原位模拟热解装置。
技术介绍
油页岩作为一种非常规能源，因其储量巨大、分布广泛，成为了常规石化能源的重要替代能源。现阶段，地面干馏技术和地下原位转化技术是油页岩开发利用的两类重要技术。由于地面干馏技术具有占地面积大、污染严重等问题，因此更加环保高效的油页岩地下原位转化技术成为了人们关注的焦点。油页岩原位转化技术所应用的对象为处于地表以下的、埋藏较深的油页岩层，需要通过地面注气设备向井内注入高温高压气体，实现对目标油页岩层的加热。由于复杂的地下应力环境以及对油页岩原位热解特性研究的缺乏，使得在实际的开采过程中无法通过已有的理论成果来指导现场工作的进行，导致加热过程中油页岩层温度上升缓慢，需要长时间的对其进行加热，既耗时又耗财，使得生产成本居高不下，严重地阻碍了油页岩工业的发展。因此，针对地下油页岩所处的真实应力环境，通过室内实验装置模拟油页岩原位热解，研究油页岩在高温高围压条件下的流动热解特性，显得尤为关键。
技术实现思路
本技术的目的是提出了一种油页岩原位模拟热解装置，能够给油页岩岩心施加围压，模拟油页岩的原位应力状态，同时能够从油页岩原位模拟热解装置的一端注气，经过油页岩岩心之后，气体从另一端排出，实现油页岩在高温高围压状态下的裂解。本技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种油页岩原位模拟热解装置，其特征在于：该装置由岩心夹持机构、围压加压机构和高温高压密封机构组成，所述岩心夹持机构由样品套和夹持垫圈组成，所述样品套由同轴设置的厚壁紫铜圆管和薄壁紫铜圆管构成，所述厚壁紫铜圆管和薄壁紫铜圆管的内径一致，厚壁紫铜圆管的外径大于薄壁紫铜圆管的外径，厚壁紫铜圆管的数量为两根；所述薄壁紫铜圆管位于两根厚壁紫铜圆管之间，薄壁紫铜圆管与位于其两侧的厚壁紫铜圆管通过焊接的方式连接在一起或者为一体成型式结构；所述夹持垫圈为环形垫圈，夹持垫圈的外径与厚壁紫铜圆管的内径一致；所述围压加压机构由加压套和中间套组成，所述中间套和加压套从内到外依次套设在样品套上，中间套为不锈钢圆管，中间套的外径与加压套的内径一致，中间套的内径与厚壁紫铜圆管的外径一致，中间套和样品套之间的环状封闭空间构成加压仓，在所述中间套的侧壁上均匀开设有用于连通加压仓和压力扩散仓的压力扩散口；所述加压套为不锈钢圆管，加压套的两端设置有内螺纹，加压套的内侧壁上具有环形凹陷区，加压套与中间套之间的环状封闭空间构成压力扩散仓，加压套的外侧壁上开设有与压力扩散仓连通的加压口和泄压口；所述高温高压密封机构由第一压套、第一压环、第二压环、第二压套及密封件组成，所述第一压环和第二压环结构一致，均是由上压环和下压环形成的一体式结构，上压环和下压环均为不锈钢圆管，上压环的壁厚与加压套的壁厚一致，上压环具有内螺纹，下压环的壁厚与中间套的壁厚一致，下压环具有外螺纹，第一压环和第二压环呈对称布置，分别设置在加压套两端，第一压环和第二压环通过各自下压环的外螺纹与加压套的内螺纹配合紧密连接；所述第一压套和第二压套结构一致，由第一阶梯段和第二阶梯段同轴布置构成阶梯状结构，第一阶梯段为圆柱形结构，第一阶梯段的外径与加压套的外径一致，第一阶梯段中部设置有沿其轴向贯穿的通道，第二阶梯段为不锈钢圆管，第二阶梯段的内径与厚壁紫铜圆管的外径一致，第二阶梯段的壁厚与中间套的壁厚一致，第二阶梯段的外部为螺纹结构，第一压套和第一压环配合，并通过其上的外螺纹与第一压环的上压环的内螺纹配合紧密连接；第二压套和第二压环配合，并通过其上的外螺纹与第二压环的上压环的内螺纹配合紧密连接；所述密封件包括密封件一和密封件二，密封件一的数量为两组，一组设置在第一压环的下压环与中间套之间，另一组设置在第二压环的下压环与中间套之间；密封件二的数量为两组，一组设置在第一压套与第一压环的下压环之间，另一组设置在第二压套与第二压环。作为本技术的一种优选技术方案，所述夹持垫圈为不锈钢环形垫圈或橡胶圈。作为本技术的一种优选技术方案，所述下压环的一部分置于上压环内并与其无缝连接形成直角Z字形结构。作为本技术的一种优选技术方案，所述密封件一由同轴布置的第一环形不锈钢密封圈和第一环形石墨垫圈组成；所述密封件二由同轴布置的第二环形密封圈和第二环形石墨垫圈组成。通过上述设计方案，本技术可以带来如下有益效果：提出了一种油页岩原位模拟热解装置，通过连接外部高压气源，在加压仓内形成高压密封环境，通过对样品套进行压紧操作，从而实现对油页岩岩心施加围压，围压的大小由外部高压气源调控，模拟油页岩的原位应力状态；同时能够从油页岩原位模拟热解装置的一端注气，经过油页岩岩心之后，气体从另一端排出，油页岩岩心在高温高压气体的作用下从进气端向出气端逐渐发生热分解，并形成气体流动的通道，当通道完全贯通时，热解装置内的气体将从出气端排出，进入外接的产物收集装置，实现高温高压气体的输入和热解产物的排出，进而实现油页岩在高温高围压状态下的热解。本技术提出的装置能够有效的模拟出地下油页岩层在加热过程中所处的真实温-压环境，通过实验研究获得油页岩的地下原位裂解特性，从而指导实际开采工程。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术示意性实施例及其说明用于理解本技术，并不构成本技术的不当限定，在附图中：图1是本技术实施例中所述油页岩原位模拟热解装置的结构示意图。图中各标记如下：1-第一压套，2-第一压环，3-第一环形不锈钢密封圈，4-第一环形石墨垫圈，5-加压口，6-加压套，7-压力扩散仓，8-中间套，9-压力扩散口，10-第二压环，11-第二环形不锈钢密封圈，12-第二压套，13-第二环形石墨垫圈，14-厚壁紫铜圆管，15-油页岩岩心，16-薄壁紫铜圆管，17-加压仓，18-夹持垫圈，19-出气口，20-进气口，21-泄压口。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，限定有第一”、“第二”的特征并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本技术提出了一种油页岩原位模拟热解装置，能够给油页岩岩心15施加围压，模拟油页岩的原位应力状态，同时能够从油页岩原位模拟热解装置的一端注气，经过油页岩岩心15之后，气体从另一端排出，实现油页岩在高温高围压状态下的裂解。如图1所示，所述油页岩原位模拟热解装置由岩心夹持机构、围压加压机构和高温高压密封机构组成，所述岩心夹持机构由样品套和夹持垫圈18组成，所述样品套由同轴设置的厚壁紫铜圆管14和薄壁紫铜圆管16构成，所述厚壁紫铜圆管14和薄壁紫铜圆管16的内径一致，厚壁紫铜圆管14的外径大于薄壁紫铜圆管16的外径，厚壁紫铜圆管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种油页岩原位模拟热解装置，其特征在于：该装置由岩心夹持机构、围压加压机构和高温高压密封机构组成，所述岩心夹持机构由样品套和夹持垫圈(18)组成，所述样品套由同轴设置的厚壁紫铜圆管(14)和薄壁紫铜圆管(16)构成，所述厚壁紫铜圆管(14)和薄壁紫铜圆管(16)的内径一致，厚壁紫铜圆管(14)的外径大于薄壁紫铜圆管(16)的外径，厚壁紫铜圆管(14)的数量为两根；所述薄壁紫铜圆管(16)位于两根厚壁紫铜圆管(14)之间，薄壁紫铜圆管(16)与位于其两侧的厚壁紫铜圆管(14)通过焊接的方式连接在一起或者为一体成型式结构；所述夹持垫圈(18)为环形垫圈，夹持垫圈(18)的外径与厚壁紫铜圆管(14)的内径一致；/n所述围压加压机构由加压套(6)和中间套(8)组成，所述中间套(8)和加压套(6)从内到外依次套设在样品套上，中间套(8)为不锈钢圆管，中间套(8)的外径与加压套(6)的内径一致，中间套(8)的内径与厚壁紫铜圆管(14)的外径一致，中间套(8)和样品套之间的环状封闭空间构成加压仓(17)，在所述中间套(8)的侧壁上均匀开设有用于连通加压仓(17)和压力扩散仓(7)的压力扩散口(9)；所述加压套(6)为不锈钢圆管，加压套(6)的两端设置有内螺纹，加压套(6)的内侧壁上具有环形凹陷区，加压套(6)与中间套(8)之间的环状封闭空间构成压力扩散仓(7)，加压套(6)的外侧壁上开设有与压力扩散仓(7)连通的加压口(5)和泄压口(21)；/n所述高温高压密封机构由第一压套(1)、第一压环(2)、第二压环(10)、第二压套(12)及密封件组成，所述第一压环(2)和第二压环(10)结构一致，均是由上压环和下压环形成的一体式结构，上压环和下压环均为不锈钢圆管，上压环的壁厚与加压套(6)的壁厚一致，上压环具有内螺纹，下压环的壁厚与中间套(8)的壁厚一致，下压环具有外螺纹，第一压环(2)和第二压环(10)呈对称布置，分别设置在加压套(6)两端，第一压环(2)和第二压环(10)通过各自下压环的外螺纹与加压套(6)的内螺纹配合紧密连接；所述第一压套(1)和第二压套(12)结构一致，由第一阶梯段和第二阶梯段同轴布置构成阶梯状结构，第一阶梯段为圆柱形结构，第一阶梯段的外径与加压套(6)的外径一致，第一阶梯段中部设置有沿其轴向贯穿的通道，第二阶梯段为不锈钢圆管，第二阶梯段的内径与厚壁紫铜圆管(14)的外径一致，第二阶梯段的壁厚与中间套(8)的壁厚一致，第二阶梯段的外部为螺纹结构，第一压套(1)和第一压环(2)配合，并通过其上的外螺纹与第一压环(2)的上压环的内螺纹配合紧密连接；第二压套(12)和第二压环(10)配合，并通过其上的外螺纹与第二压环(10)的上压环的内螺纹配合紧密连接；所述密封件包括密封件一和密封件二，密封件一的数量为两组，一组设置在第一压环(2)的下压环与中间套(8)之间，另一组设置在第二压环(10)的下压环与中间套(8)之间；密封件二的数量为两组，一组设置在第一压套(1)与第一压环(2)的下压环之间，另一组设置在第二压套(12)与第二压环(10)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种油页岩原位模拟热解装置，其特征在于：该装置由岩心夹持机构、围压加压机构和高温高压密封机构组成，所述岩心夹持机构由样品套和夹持垫圈(18)组成，所述样品套由同轴设置的厚壁紫铜圆管(14)和薄壁紫铜圆管(16)构成，所述厚壁紫铜圆管(14)和薄壁紫铜圆管(16)的内径一致，厚壁紫铜圆管(14)的外径大于薄壁紫铜圆管(16)的外径，厚壁紫铜圆管(14)的数量为两根；所述薄壁紫铜圆管(16)位于两根厚壁紫铜圆管(14)之间，薄壁紫铜圆管(16)与位于其两侧的厚壁紫铜圆管(14)通过焊接的方式连接在一起或者为一体成型式结构；所述夹持垫圈(18)为环形垫圈，夹持垫圈(18)的外径与厚壁紫铜圆管(14)的内径一致；
所述围压加压机构由加压套(6)和中间套(8)组成，所述中间套(8)和加压套(6)从内到外依次套设在样品套上，中间套(8)为不锈钢圆管，中间套(8)的外径与加压套(6)的内径一致，中间套(8)的内径与厚壁紫铜圆管(14)的外径一致，中间套(8)和样品套之间的环状封闭空间构成加压仓(17)，在所述中间套(8)的侧壁上均匀开设有用于连通加压仓(17)和压力扩散仓(7)的压力扩散口(9)；所述加压套(6)为不锈钢圆管，加压套(6)的两端设置有内螺纹，加压套(6)的内侧壁上具有环形凹陷区，加压套(6)与中间套(8)之间的环状封闭空间构成压力扩散仓(7)，加压套(6)的外侧壁上开设有与压力扩散仓(7)连通的加压口(5)和泄压口(21)；
所述高温高压密封机构由第一压套(1)、第一压环(2)、第二压环(10)、第二压套(12)及密封件组成，所述第一压环(2)和第二压环(10)结构一致，均是由上压环和下压环形成的一体式结构，上压环和下压环均为不锈钢圆管，上压环的壁厚与加压套(6)的壁厚一致，上压环具有内螺纹，下压环的壁厚与中间套...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨秦川，郭威，李强，朱斌，徐绍涛，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22
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