一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及盐穴储气库技术领域，具体涉及一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置。

背景技术：

2.随着我国天然气消费量的不断增长，建设地下储气库进行天然气调谷调峰的需求越来越大。盐穴储气库具有建设周期长、注采量大、注采转换方便快捷的特点，在地下储气库中占有一定的比例。我国盐矿多为层状盐层，存在不溶物含量高、夹层多、地层倾角大等地质特点，加之在盐穴储气库建库过程中存在井斜角较大等工程原因及其它设计、管理因素，致使腔体偏溶、部分层段直径未达到设计要求等情况频频出现，从而影响盐岩利用率、影响盐穴的稳定性、导致储气库不达容。这就使得现场仍存在对盐穴进行后期修复、扩容的需求，因此，在盐穴储气库注采气管柱安装完成、注入一部分天然气后，利用天然气作为阻溶剂进行后期的腔体修复、扩容仍是有必要的。
3.如图1所示，盐穴储气库包括底坑18和底坑18上方的腔体，腔体内设有饱和卤水17和天然气15，盐穴储气库的上部设有套管11，套管11内设有注采气管13，套管11和注采气管13之间形成第一环空，第一环空内设有封隔器12；注采气管13内设有排卤管14，注采气管13和排卤管14之间形成第二环空，注采气管13和排卤管14的下端均处于饱和卤水17内且位于目的层16以下。修复时，先根据目的层16的尺寸将目的层16由上向下划分成多个层段；之后，通过第二环空向腔体内注天然气，饱和卤水由排卤管14排出，直至气液界面处于目的层16的顶部停止注天然气；然后通过第二环空向腔体内注淡水，饱和卤水由排卤管14排出。在第一层段全部溶解后，继续注天然气以重新调整气液界面，进行第二层段的溶解；重复以上步骤，直至目的层全部溶解，盐穴储气库的腔体修复完成。
4.为了保证盐穴储气库安全、稳定地运行，必须在修复腔体的过程中控制其形状，因此迫切需要研制一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置。虽然授权公告号为cn201593407u的中国实用新型专利公开了一种盐穴储气库造腔模拟装置，但该模拟装置是用于模拟造腔机理、分析造腔影响因素的，属于造腔前期的模拟，即该模拟装置中的套管和注采气管之间还未设置封隔器，因此该模拟装置不能用于盐穴储气库的腔体修复模拟。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置，以解决现有技术中的盐穴储气库造腔模拟装置不能用于盐穴储气库的腔体修复模拟的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的技术方案是：
7.盐穴储气库的腔体修复模拟装置，包括盐砖，盐砖具有模拟腔，盐砖内设有外管，外管内设有中间管，外管和中间管之间形成第一环空，第一环空内设有密封圈，中间管内设有内管，中间管和内管之间形成第二环空，中间管和内管的下端均处于模拟腔内的目的层以下，且内管的下端低于中间管的下端；中间管连接有注剂管线和注液管线，内管连接有排
卤管线；注剂管线上设有注剂泵，注剂管线供阻溶剂注入第二环空内，注液管线上设有注液泵，注液管线供饱和卤水或淡水注入第二环空内；盐砖外或模拟腔内设有用于监测模拟腔形态的监测仪。
8.有益效果是：该模拟装置的外管和中间管形成的第一环空内设置有密封圈，密封圈用于模拟封隔器。试验时，饱和卤水在注液泵的作用下经注液管线注入第二环空内，进而进入模拟腔内，阻溶剂在注剂泵的作用下经注剂管线注入第二环空内，进而进入模拟腔内，使得模拟腔内具有气液界面；之后，淡水在注液泵的作用下经注液管线注入第二环空内，进而进入模拟腔内，以逐层溶解气液界面下方的目的层，实现腔体修复模拟。其中，在注入阻溶剂和淡水时，饱和卤水经排卤管线排出。
9.作为进一步地改进，中间管连接有主注入管线，中间管通过主注入管线与注剂管线和注液管线连接。
10.有益效果是：由于注剂管线和注液管线共用主注入管线，这样能够减少管线的长度，降低成本。
11.作为进一步地改进，注剂管线为供空气注入第二环空内的注气管线。
12.有益效果是：空气成本低，也不会造成污染。
13.作为进一步地改进，主注入管线或注气管线上连接有排气管线，排气管线上设有排气阀门。
14.有益效果是：这样设计，有利于将第二环空内的气体排出，降低第二环空内的空气对试验结果的影响。
15.作为进一步地改进，注剂管线和注液管线分别设有注剂阀门和注液阀门。
16.有益效果是：在相应阀门关闭时，即使误操作对应的泵，也不会有流体流出，从而不会影响试验。
17.作为进一步地改进，盐穴储气库的腔体修复模拟装置还包括开口朝上的放置箱，盐砖置于放置箱内。
18.有益效果是：如果盐砖内的饱和卤水渗漏出来，放置箱可以收集渗漏出来的饱和卤水，避免饱和卤水到处流。
19.作为进一步地改进，监测仪为设置在模拟腔内的摄像头。
20.有益效果是：这样设计，能够清晰的观察模拟腔内的形态。
21.作为进一步地改进，排卤管线上设有排卤阀门。
22.有益效果是：在排卤阀门关闭时，模拟腔内的饱和卤水流不出来，有利于保证模拟腔内气液界面的位置。
23.作为进一步地改进，注剂管线、注液管线和排卤管线上分别设有注剂流量计、注液流量计和排卤流量计。
24.有益效果是：通过注剂流量计、注液流量计和排卤流量计可以精确得出注剂量、注液量以及排卤量。
25.作为进一步地改进，盐穴储气库的腔体修复模拟装置还包括用于收集排卤管线排出的饱和卤水的收集容器。
26.有益效果是：将饱和卤水通过收集容器收集起来，避免浪费。
附图说明
27.图1为现有技术中盐穴储气库的结构示意图；
28.图2为本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的结构示意图。
29.图1中：11、套管；12、封隔器；13、注采气管；14、排卤管；15、天然气；16、目的层；17、饱和卤水；18、底坑；
30.图2中：21、放置箱；22、盐砖；23、饱和卤水；24、空气；25、密封圈；26、内管；27、中间管；28、外管；29、排卤流量计；30、排卤管线；31、排卤阀门；32、收集容器；33、排气管线；34、排气阀门；35、主注入管线；36、注剂流量计；37、注剂管线；38、注剂泵；39、注剂阀门；40、摄像头；41、注液流量计；42、注液管线；43、注液泵；44、注液阀门。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
35.本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的实施例1：
36.如图2所示，盐穴储气库的腔体修复模拟装置包括盐砖22，盐砖22具有模拟腔，模拟腔内用于注入空气24和饱和卤水23；盐砖22内设有外管28，外管28内设有中间管27，外管28和中间管27之间形成第一环空，第一环空内设有密封圈25，密封圈25相当于封隔器；中间管27内设有内管26，中间管27和内管26之间形成第二环空，中间管27和内管26的下端均处于模拟腔内的目的层以下，且内管26的下端低于中间管27的下端。
37.本实施例中，中间管27连接主注入管线35，主注入管线35连接有注剂管线37和注液管线42，即中间管27通过主注入管线35与注剂管线37和注液管线42。
38.本实施例中，注剂管线37上设有依次布置有注剂流量计36、注剂泵38和注剂阀门39，注剂管线37供阻溶剂注入第二环空内。优选地，注剂管线37为供空气24注入第二环空内的注气管线，空气24构成阻溶剂，空气成本低，也不会造成污染。
39.本实施例中，注液管线42上设有注液流量计41、注液泵43和注液阀门44，注液管线42供饱和卤水或淡水注入第二环空内。
40.本实施例中，主注入管线35上连接有排气管线33，排气管线33上设有排气阀门34。
41.如图2所示，内管26连接有排卤管线30，排卤管线30上设有排卤阀门31和排卤流量计29，排卤管线30的出液口处设有收集容器32，收集容器32用于收集排卤管线30排出的饱和卤水23。
42.本实施例中，盐穴储气库的腔体修复模拟装置还包括开口朝上的放置箱21，盐砖22置于放置箱21内，如果盐砖内的饱和卤水渗漏出来，放置箱21可以收集渗漏出来的饱和卤水23，避免饱和卤水23到处流。
43.本实施例中，模拟腔内设有监测仪，优选地，监测仪为微型的摄像头40，摄像头40用于监测模拟腔的形态。
44.本实施例中盐穴储气库的腔体修复模拟装置的具体模拟过程如下：
45.(1)注饱和卤水：打开注液阀门44、排卤阀门31，启动注液泵43，饱和卤水23经第二环空注入模拟腔内，直至排卤管线30的下端出口有饱和卤水23流出；关停注液泵43，关闭注液阀门44、排卤阀门31。
46.(2)注空气：打开注剂阀门19、排卤阀门31，启动注剂泵38，空气24经第二环空注入模拟腔内，饱和卤水23经排卤管线30排入收集容器32，通过摄像头40实时监控气液界面位置，将气液界面控制在目的层的顶部；关停注剂泵38，关闭注剂阀门19、排卤阀门31。
47.(3)排出空气：打开排气阀门34，排出第二环空和主注入管线35内的空气；之后关闭排气阀门34。
48.(4)第一轮注淡水：打开注液阀门44、排卤阀门31，启动注液泵43，注淡水，同时排出饱和卤水23，并监控盐砖22内部的目的层溶解情况及气液界面位置，直至该目的层段的溶解达到要求。
49.(5)第二轮注淡水：先重复步骤(2)，使气液界面下降设定距离；再重复步骤(3)，排出第二环空和主注入管线35内的空气；最后重复步骤(4)，注淡水溶解目的层段。
50.(6)第三轮至末轮注淡水：重复步骤(5)，直至目的层全部溶解。
51.(7)拆除盐砖及其它设备：盐砖22内卤水、残渣称重，记录数据；测量盐砖22的模拟腔的尺寸，并记录试验数据。
52.本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的实施例2：
53.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，中间管连接有主注入管线，中间管通过主注入管线与注剂管线和注液管线连接。本实施例中，不设置主注入管线，中间管上连接有三通，中间管通过三通与注剂管线和注液管线连接。
54.本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的实施例3：
55.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，主注入管线上连接有排气管线，排气管线上设有排气阀门。本实施例中，注气管线上连接有排气管线，排气管线上设有排气阀门。在其他实施例中，可以不设置排气管线。
56.本实用新型盐穴储气库的腔体修复模拟装置的实施例4：
57.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，监测仪为设置在模拟腔内的摄像头。本实施例中，监测仪为授权公告号为cn201593407u的中国实用新型专利所公开的、处于盐砖外的腔体形态监测仪。
58.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，包括盐砖(22)，盐砖(22)具有模拟腔，盐砖(22)内设有外管(28)，外管(28)内设有中间管(27)，外管(28)和中间管(27)之间形成第一环空，第一环空内设有密封圈(25)，中间管(27)内设有内管(26)，中间管(27)和内管(26)之间形成第二环空，中间管(27)和内管(26)的下端均处于模拟腔内的目的层以下，且内管(26)的下端低于中间管(27)的下端；中间管(27)连接有注剂管线(37)和注液管线(42)，内管(26)连接有排卤管线(30)；注剂管线(37)上设有注剂泵(38)，注剂管线(37)供阻溶剂注入第二环空内，注液管线(42)上设有注液泵(43)，注液管线(42)供饱和卤水(23)或淡水注入第二环空内；盐砖(22)外或模拟腔内设有用于监测模拟腔形态的监测仪。2.根据权利要求1所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，中间管(27)连接有主注入管线(35)，中间管(27)通过主注入管线(35)与注剂管线(37)和注液管线(42)连接。3.根据权利要求2所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，注剂管线(37)为供空气(24)注入第二环空内的注气管线。4.根据权利要求3所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，主注入管线(35)或注气管线上连接有排气管线(33)，排气管线(33)上设有排气阀门(34)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，注剂管线(37)和注液管线(42)分别设有注剂阀门(39)和注液阀门(44)。6.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，盐穴储气库的腔体修复模拟装置还包括开口朝上的放置箱(21)，盐砖(22)置于放置箱(21)内。7.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，监测仪为设置在模拟腔内的摄像头(40)。8.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，排卤管线(30)上设有排卤阀门(31)。9.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，注剂管线(37)、注液管线(42)和排卤管线(30)上分别设有注剂流量计(36)、注液流量计(41)和排卤流量计(29)。10.根据权利要求1至4中任一项所述的盐穴储气库的腔体修复模拟装置，其特征在于，盐穴储气库的腔体修复模拟装置还包括用于收集排卤管线(30)排出的饱和卤水(23)的收集容器(32)。

技术总结

本实用新型涉及盐穴储气库技术领域，具体涉及一种盐穴储气库的腔体修复模拟装置。盐穴储气库的腔体修复模拟装置包括盐砖，盐砖具有模拟腔，盐砖内设有外管，外管内设有中间管，外管和中间管之间形成第一环空，第一环空内设有密封圈，中间管内设有内管，中间管和内管之间形成第二环空，中间管和内管的下端均处于模拟腔内的目的层以下，且内管的下端低于中间管的下端；中间管连接有注剂管线和注液管线，内管连接有排卤管线；注剂管线上设有注剂泵，注剂管线供阻溶剂注入第二环空内，注液管线上设有注液泵，注液管线供饱和卤水或淡水注入第二环空内；盐砖外或模拟腔内设有用于监测模拟腔形态的监测仪。态的监测仪。态的监测仪。