Установка для определения адсорбциигазов пористыми материалами — SU 817523 (original) (raw)

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сфаетских Социалистических Республик(5)м. кл.з 6 01 й 7/02 с присоединением заявки йо Госуйарственный комитет СССР о ямам изобретений н открытий(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АДСОРВЦИИ ГАЗОВ ПОРИСТЫМИ МАТЕРИАЛАМИИзобретение относится. к конструкциям лабораторных адсорбционных установок и может быть использовано дляопределения сорбционной емкости пород-коллекторов неФти.Известна установка для определения адсорбции, состоящей из бомбы высокого давления колонки с пористой средой, груэопоршневого манометра и термостата .111.установка позволяет определять количество сорбированного газа из бомбы и колонки с пористой средой. По разнице объемов судят о количестве сорбированного.газа при данном цав ленин, которое Фиксируется перед выпуском груэопоршневым манометром. Термостат позволяет задаваться различными температурами опытов.Оцнако известная установка не пре дусматривает воэможности раздельного определения количества адсорбированного и абсорбированного газа. Кроме того, она содержит ряц узлов и элементов, которые снижают точность опре .деления количества сорбированного газа. К ним относится бомба, объем которой должен быть равен объему порогового пространства колонки с пористой средой. Наличие объемных газо мероэ на высокие, пределы измерений (10-20 тыс.ем), достаточно болывой объем "вредного" пространства установки при смене колонки с пористой средой нуждается в дополнительной регулировке узлов, в частности бомбы.К этому нужно еще добавить, что точность определения сорбированного газа на такой установке во многом определяется опытом и интуицией исследователя.Известна также установка для определения абсорбции газов пористыми материалами, содержащая колонку с выполненной в ней камерой для образца, пористого материала, баллон с газом высокого давления, соединенный трубопроводом с одним иэ концов колонки, термостат, термодатчик, размещенный в колонке, самопишущий потенциометр, соединенный с датчиком, груэопоршневой манометр, поцсоединенный ко второму концу колонки, и регулирующий вентиль, установленный на трубопроводе межцу баллоном и колонкой 121Недостатком известной установки является то,. что в ней не обеспечивается возможность раз,цельного учета количеств адсорбированного и абсорбированного газов, что снижает ценность получаемой информации. Кро-ме этого, наличие выпускного вентиля в установке вносит погрешности в определение количества десорбированного газа за счет тепловых эффектов (эффекта джоуля-Томсона). Применение груэопоршневого манометра в данном случае не совсем оправдано, так как он позволяет с высокой точностью устанавливать Фиксированные значения давлений, а ке измерять изменение давления и небольших пределах. При работе на такой установке погрешвость измерения количеств сорбкрованного газа буцет во многом определяться временем выпуска газа, временем 15 перераспределения,цавлений по длине , колонки, временем повторного нарастания давления за счет десорбции газа, т. е. опять же точность замеров находится в зависимости от опыта и инту иции исследователя.Цель изобретения - повышение точности определения сорбционной способностипористого материала эа счет выделения из него адсорбированного на поверхности газа, термостабилиэация рЕжима адсорбционных определений.Указанная цель достигается тем, .что установка. снабжена вибратором, на котором установлена колонка. Также установка снабжена металлическим теплопроводным блоком с отверстиями для подвода теплоносителя, соединенными с термостатом, а колонка закреплена внутри блока, микропоршневым компенсатором давления, соециненным со вторым концом колонки параллельно грузопоршневому манометру, а вибратор выполнен в вице магнитостриктора.На фиг. 1 изображена технологическая установка; на Фиг. 2 - разрез 40 по А-А на Фиг. 1.Установка для определения адсорбцки газов пористыми материалами состо ит из баллона 1 с газом высокого давления, который с помощью регулирующего вентиля 2 подается в колонку 3 камерой 4 для образца, установленной на термостатируемом металлическом блоке 5, жестко закрепленного на магнитострикторе 6. Блок 5 имеет продоль- ные отверстия 7, в которые эапрессованы медные трубки (не показаны), .соединенные между собой последовательно. Валлон с газом, медные трубки и термостат 8 образуют. систему термостабилизации установки. Термодатчик фф 9 к самопишущкй потекцкометр 10 позволяет контролировать постоянство температуры газа в колонке с пористой средой. Грузопоршневой манометр 11 позволяет с высокой точностью (0,05) Щ фиксировать необходимые давления газа в колонке с пористой средой. Микро- поршневой компенсатор 12,цавления позволяет изменить внутренний объем системы до +2,0 см 3 при точности замера лиуейного перемещения поршня до 110 мм. Магнитостриктор 6 электрически соединен с генератором ультразвуковых колебаний (не показан).. Установка работает следующим образом.С помощью термостата 8 вся система термостабилиэируется до заданной температуры, после чего гаэ высокого давления из баллона 1 с помощью вентиля 2 поцается в колонку 3 с пористой средой. Давление газа в последней, а следовательно, и во всей системе начнет повышаться. Вентиль 2 закрывают, когда давление Р в системе уравновесится с давлением веса груза в грузопоршневом манометре 11. После этого всю систему выдерживают некоторое время до завершения сорбционных процессов в пористой среде колонки, выражающееся тем, что вследствие адсорбции газа поверхностью пороховых каналов и абсорбции глинистым цементом и самой породой давление начинает снижаться до некоторой стабилизированной величины (Р ). Длительность снижения давления вследствие поглощения части газа породой будет зависеть от состава породы (например 1-2 ч). Так как Р. с Р, то равновесие давлений в системе и грузопоршневом манометре буцет нарушено. Перемещая поршень (не покаЗан) микропоршневого компенсатора 12 в сторону уменьшения объема система,добивантся повьавения давления в системе ,цо РнР, По длине перемещения поршня Ф и площади его сечения Г . определяют объем, газа сорбированного при,цанном давлейин РРн ТЭСОР ф 1 1 (1)Раюгде Усом - объем сорбированного пористой средой газа приначальном давлении Р, см;в ,цлина перемещения поршня,см1Р - начальное давление, кгс/сму2 - коэффициент сверхсжимаемости газа при Рн;Тэ - стандартная температура(293 оК);Т - температура системы, оК;Р, - атмосферное давление,кгс/см .После этого от ультразвукового генератора к магнйтостриктору 6 поцводят ультразвуковые колебания частотой 15-30 кгц. В результате действия ультразвукового поля, передаваемого от магнктостркктора через блок 5 к колонке 3 с пористой средой, адсорбированиый ка поверхности зерен пористой среды гаэ.будет десорбироваться к давление в системе будет повиаать ся до некоторой стабилизированнойвеличины РРн Перемещая поршень микропоршневого компенсатора 12 в сторону увеличения объема системы добиваются уменьшения давления в системе до Рт = Рн . По длине перемещения поршня Е и площади его сечения Г определяют объем газа, адсорбированного при данном давленииЧо 9,-е, г (2),2 Т, Рсзм 1Следует отМетить, что( )1 так ф как десорбируется только .гаэ сорбированный поверхностью зерен, из самих зерен и глурнных частиц .породы он выделяться не будет из-за большой разности в скоростях десорбции. 15Зная величины Чсоо и Че, можно определить объем адсорбированного объема породы газа (приведенный к атмосФерным условиям).20(3) Р т, 1 гце А = Г- . - . -2 т Р,2Термодатчик 9 и самопишущий потенциометр 10 позволяет осуществлять контроль за постоянством температуры всей системы. С целью уменьшения температурных погрешностей колонка3 с пористой средой закреплена на магнитострикторе 6 через термостатируемый блок 5. Последний имеет две группы продольных отверстий, по которым циркулирует теплоноситель, пода- ЗЗ ваемый от термостата 8. Первая группа служит для термостатирования колонки 3 с пористой средой, вторая - для термоизоляции нижней части блока 5 от магннтостриктора 6, который при 4 р работе излучает некоторое количество тепла. Такая конструкция блока позволяет осуществить надежную термостабилизацию всей системы, что в свою очередь повыаает точность определения количества сорбированного пористой средой газа и обеспечить жесткий контакт с магнитострикционным излучателем ультразвуковых колебаний с целью наиболее полной передачи мощнос" ти ультразвуковых колебаний и пористой среде и газу.Использование предполагаемого изобретения при определении сорбционной способности пористых образцов повысит точность. подсчета запасов га эовых и газоконденсатных месторождений за счет учета количества ацсорби" рованного и абсорбированного газа и точность определения сорбционной спО-. собности пористых образцов, позволит прогнозировать прирост запасов газа эа счет извлечения ацсорбированного коллектором газа по мере снижения постового давления и изменения пластовой температуры.Формула изобретения1. Усаановка для .определення ад .сорбции газов пористыми материалами,содержащая колонку с выполненной вней камерой для образца, пористогоматериала, баллон с газом высокогодавления, соединенный трубопроводомс одним иэ концов колонки, термостатетермодатчик, размещенный в колонкесамопишущий потенциометр, соединенными,с датчиком, груэопоршневой манометр,подсоединенный ко второму концу колонки, и регулирующий вентиль, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения, точности онределенйя сорбционной способности пористого матери"ала за счет выделения иэ него адсорби-,ровавшегося на поверхности газа, онаснабжена вибратором, на котором уста- .новлена колонка,2. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельютермостабилиэации режимов адсорбциойных определений, она снабжена металлическим теплопроводным блоком с отверстиями для подвода теплоносителя,соединенными с термостатом, а колонка закреплена внутри блока3. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снаб- .жена микропоршневым компенсаторомдавления, соединенным со вторым концом колонки параллельно грузопоршневому манометру.4. Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вибраторвыполнен в виде магнитостриктора.Источники ивбормации,принятые во внимание при экспертизе1. Известия Вузов, сер. "Неть и газ", 1976, В 16, с. 48-41.2. "Определение сорбционной способности пород газоконденсатных месторождений Западной Сибири". Отчет В 498807, Ваку, 1975, с, 162.817523 це,2 Составитель А. ТарасоваРедактор Е. Кинив Техред И.Лоя Корректор О. Билак 5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 1318/55 Тираж ВНИИПИ Го по дел 113035, Моск07 Подписноеударственного комитета СССам изобретений и открытий а, Ж, Рауюская йаб., д.

Смотреть

Установка для определения адсорбциигазов пористыми материалами