本实用新型涉及一种用于pvt分析仪筒体与高压视窗间可观察流体相态变化的连接装置，具体是石油行业中观察地层原油与不同压力的co2单次或多次接触后地层原油相态变化的实验装置，属于常规油气实验技术领域。
背景技术：
我国的大部分油田属陆相沉积，非均质严重，对这类油田，水驱采收率很低，只能达到33％左右，而综合含水率已达81％，有的甚至达90％以上。因此，发展提高采收率技术迫在眉睫。co2驱提高原油采收率的基本原理就是通过co2在原油中的溶解而使原油体积膨胀以提高产能、降低原油粘度和界面张力以提高流体的流度、通过co2和地层原油的一次或多次接触混相来提高原油采收率，所有这些都是和原油相态变化密切相关的。co2驱油时，由于注入的co2在原油中的大量溶解，地层原油的物理化学性质(如体积系数、粘度、密度、界面张力、气液相组分和组成等)会发生很大变化。对co2与地层原油体系相态变化的研究是研究混相驱替方式、驱替机理的重要依据，还可以为数值模拟提供必要的参数。理论与实践都已证明：注co2持续驱或注co2段塞水气交替驱是继水驱、聚合物驱、蒸汽驱之后提高采收率的又一重要途径。在目前所进行的地层原油与不同co2注入量的pvt-x膨胀实验中，可测获不同co2摩尔占比下地层原油相态变化的各项数据，但缺少各个co2压力下地层原油相态变化的直观图象，通过本实用新型可对各个压力段地层原油相态变化过程可直观描述，并可对图像进行摄录及抓拍，对实验完整性进行补充，有利于提高实验水平。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种用于pvt分析仪筒体与高压视窗间可观察流体相态变化的连接装置，通过气体增压泵将co2气体及地层流体按不同设置压力依次注入已抽真空的pvt分析仪高压视窗内，因注入压力始终大于所设置压力，故不会产生co2气体返流至pvt筒体，可实现在pvt分析仪高压视窗观察地层原油在不同压力下相态变化直至混相的整个过程，并可对观察图像进行摄录及抓拍。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，pvt分析仪筒体与高压视窗间可观察流体相态变化的连接装置，其特征是，所述连接装置包括气体增压机构、气体注入机构、抽真空机构、压力设置机构；
所述气体增压机构包括相连接的气体增压泵、气瓶；
所述气体注入机构包括相连接的活塞式高压容器、恒速恒压泵，活塞式高压容器与气体增压泵相连接；
所述压力设置机构包括腔体，腔体内设有活塞基座和工字型活塞，活塞基座与工字型活塞相对端面上对应设有相配合的凹槽和突出部；腔体上设有进液接口、出液接口、气源接口；腔体的进液接口与高压视窗的进液端相连接，腔体的出液接口与pvt分析仪筒体相连接；活塞基座上设有轴向设置的进液通道、出液通道，进液通道与出液接口相连通；出液通道两端分别与进液接口、活塞基座上的凹槽相连通；气源接口与气体增压泵相连接；所述高压视窗出液端分别与抽真空机构、活塞式高压容器相连接。
优选的，所述pvt分析仪筒体与气体注入机构的出液接口之间的连接管路上设有pvt压力传感器、pvt分析仪筒体出液阀。
优选的，所述活塞基座端面上设有锥形头凹槽，工字型活塞相对端面上设有锥形头突出部，锥形头突出部上设有锥形头密封圈。
优选的，所述活塞为工字型，活塞基座与工字型活塞上设有活塞密封圈。
优选的，所述气瓶上设有气瓶压力表，气瓶与气体增压泵之间的连接管线上设有减压阀；气体增压泵的出口管线上设有增压泵压力传感器、出气阀。
优选的，所述活塞式高压容器、压力设置机构设置在恒温箱内，恒温箱内设有温度传感器；恒温箱的控温精度±1℃。
优选的，所述抽真空机构包括真空泵，真空泵通过真空泵阀门与高压视窗相连接；高压视窗与高压容器之间的连接管线上设有进气阀、压力传感器；高压视窗上设有排空阀，排空阀、进气阀、真空泵阀门三者并联设置。
优选的，所述气体增压泵的工作压力为50mpa；增压泵压力传感器压力设置50mpa，精度0.1％fs。
优选的，所述压力设置机构整体为不锈钢材质，设计压力70mpa；恒速恒压泵设计压力70mpa，恒速恒压泵单缸容积200ml，流量精度不低于1％；抽真空机构，真空度不低于133pa；所述高压容器工作压力为70mpa；体积为500ml；活塞式高压容器筒体为不锈钢材质。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型包括由气瓶、气体增压泵、压力传感器及附件构成的气体增压机构；高压容器、恒速恒压泵、温度传感器及附件构成的气体注入机构；真空泵及附件构成的抽真空机构；工字型活塞、密封圈、锥形头、锥形头凹槽、出液接口、进液接口、气源接口及附件构成的压力设置机构组成。气体注入机构两端分别连接抽真空机构、气体增压机构、压力设置机构并与pvt分析仪高压视窗底部相连，压力设置机构连接于pvt分析仪筒体底部及pvt分析仪高压视窗顶部。本实用新型用于观察地层流体与某一压力下co2接触后油气界面变化形态，并对其特征进行描述，不断提高co2注入压力，直至油气界面逐渐模糊至完全消失，此时对应的压力值即为一次接触混相压力值，可对混相全过程影像进行摄录及抓拍，关闭进气阀打开排空阀，可对高压视窗内流体进行脱气实验，测获此状态下流体组成。
附图说明
图1是本实用新型用于pvt分析仪筒体与高压视窗间可观察流体相态变化的连接装置的结构示意图；
图中，1出液接口，2锥形头凹槽，3锥形头，4锥形头密封圈，5活塞密封圈，6工字形活塞，7气源接口，8恒温箱，9温度传感器，10pvt分析仪筒体，11pvt压力传感器，12筒体出液阀，13进液接口，14高压视窗进液阀，15高压视窗，16进气阀，17排空阀，18抽真空阀门，19真空泵，20高压容器压力传感器，21高压容器，22恒速恒压泵，23气体增压泵压力传感器，24气体增压泵出气阀，25气体增压泵，26减压阀，27气瓶压力表，28co2气瓶，29腔体，30活塞基座，31进液通道，32出液通道。
具体实施方式
结合附图和实试例进一步说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型用于pvt分析仪筒体与高压视窗间可观察流体相态变化的连接装置包括：气体增压泵25、气体增压泵出气阀24、气体增压泵压力传感器23、减压阀26、气瓶压力表27、气瓶28及附件构成的气体增压机构，高压容器21、恒速恒压泵22、高压容器压力传感器20、进气阀16、恒温箱8、温度传感器9及附件构成的气体注入机构，真空泵19、抽真空阀门18及附件构成的装置抽真空机构，出液接口1、锥形头凹槽2、锥形头突出部3，锥形头密封圈4，活塞密封圈5，工字形活塞6，气源接口7、进液接口13及附件构成压力设置机构组成。
气体增压机构包括相连接的气体增压泵25、气瓶28。气瓶28上设有气瓶压力表27，气瓶28与气体增压泵25之间的连接管线上设有减压阀26；气体增压泵25的出口管线上设有增压泵压力传感器23、出气阀24。气体增压泵25的工作压力为50mpa；增压泵压力传感器23压力设置50mpa，精度0.1％fs。
气体注入机构包括相连接的活塞式高压容器21、恒速恒压泵22，活塞式高压容器21与气体增压泵25相连接。高压容器工作压力为70mpa；体积为500ml；活塞式高压容器21筒体为不锈钢材质。恒速恒压泵设计压力70mpa，恒速恒压泵单缸容积200ml，流量精度不低于1％。
压力设置机构整体为不锈钢材质，设计压力70mpa。压力设置机构包括腔体29，腔体29内设有活塞基座30和活塞6，活塞基座30与活塞6相对端面上对应设有相配合的凹槽2和突出部3。活塞基座30端面上的凹槽2可以采用锥形凹槽结构，活塞6相对端面上的突出部3可以为与之配合的锥形头结构，锥形头突出部3上设有锥形头密封圈4。凹槽2和突出部3也可以采用其他相配合的结构，例如u形凹槽与u形突出部。活塞6为可以为柱形结构，也可以为工字型结构，采用工字形结构，可以实现活塞的减重。活塞基座30与工字型活塞6上设有活塞密封圈5。
腔体29上设有进液接口13、出液接口1、气源接口7；腔体29的进液接口13与高压视窗15的进液阀14相连接，腔体29的出液接口1与pvt分析仪筒体10相连接。进液阀14也可以省略，因为活塞基座的锥形头凹槽与活塞的锥形头突出部3也相当于一个阀门。活塞基座30上设有轴向设置的进液通道31、出液通道32，进液通道31分别出液接口1相连通；出液通道32两端分别与进液接口13、锥形头凹槽2相连通。pvt分析仪筒体10与腔体29的出液接口1之间的连接管路上设有pvt压力传感器11、筒体出液阀12。气源接口7分别通过连接管线与气体增压泵25相连接。气体增压泵25实现活塞式高压容器21、腔体29的初步增压，通过恒速恒压泵22进行压力微调，使得高压容器21、高压视窗15、腔体29内的压力保持一致。
高压视窗15分别与抽真空机构、活塞式高压容器21相连接。抽真空机构包括真空泵19，真空泵19通过真空泵阀门18与高压视窗15相连接；高压视窗15与高压容器21之间的连接管线上设有进气阀16、压力传感器20；高压视窗15上设有排空阀17，排空阀17、进气阀16、真空泵阀门18三者并联设置。抽真空机构，真空度不低于133pa。
活塞式高压容器21、压力设置机构设置在恒温箱8内，恒温箱8内设有温度传感器9；恒温箱的控温精度±1℃。
实验操作步骤：
在pvt分析仪对地层流体高压物性实验完成后，将筒体内流体压力保持在饱和压力以上，使之保持单相，关闭高压视窗进液阀14(如无进液阀14，此时关闭筒体出液阀12)，打开进气阀16、抽真空阀门18，打开真空泵19，对高压视窗15、高压容器21及连接管线抽真空后，关闭进气阀16、抽真空阀门18，打开减压阀26，co2气瓶28内co2经连接管线进入气体增压泵25增压，所增压力值应高于地层流体饱和压力值，观察高压容器压力传感器20压力数值至目标压力后关闭减压阀26，停止增压，打开气体增压泵出气阀24，使高压气体同时进入高压容器21及气源接口7，工字形活塞6端面受力，使锥形头突出部3向锥形头凹槽2方向运移，并嵌入锥形头凹槽2并以锥形头密封圈4密封，打开恒温箱8电源，观察温度传感器9数值，使之恒定于实验温度，待温度传感器9、高压容器压力传感器20数值稳定后，打开进气阀16，以恒速恒压泵22进退泵模式调整将高压容器压力传感器20稳定于实验压力后，将恒速恒压泵22改为恒压模式，将高压容器21及气源接口压力始终稳定于实验压力，缓慢打开筒体出液阀12、高压视窗进液阀14(如无进液阀14，无需打开)，将pvt分析仪设置为进泵模式，不断提高注入压力，使工字形活塞6的锥形头突出部3的端面受力，注入压力大于实验压力，即pvt压力传感器11压力值高于高压容器压力传感器20压力值后，锥形头突出部3脱离锥形头凹槽2，将活塞基座30的进、出液管道沟通，形成渗流通道，流体经进液接口13、高压视窗进液阀14(如无进液阀14，无需经过进液阀14)进入高压视窗15，根据实验要求注入一定体积地层流体后，关闭高压视窗进液阀14(如果无进液阀14，无需关闭进液阀14，使得锥形头突出部3贴合锥形头凹槽2，锥形头突出部3上o型圈变形起到密封效果)，观察地层流体与该压力下co2接触后油气界面变化形态，并对其特征进行描述，不断提高co2注入压力，直至油气界面逐渐模糊至完全消失，此时对应的压力值即为一次接触混相压力值，可对混相全过程影像进行摄录及抓拍，关闭进气阀16打开排空阀17，可对高压视窗15内流体进行脱气实验，测获此状态下流体组成。
本实用新型主要技术指标：
(1)使用条件：温度：常温～150℃；压力：常压～70mpa。
(2)压力传感器精度达到0.1％fs；实验温度误差±0.1℃。
所述气体增压机构由气瓶、气体增压泵、压力传感器及连接管线、阀门构成。
气体增压泵：工作压力50mpa。
压力传感器压力设置50mpa，精度0.1％fs。
所述气体注入机构由恒温箱、高压容器、恒速恒压泵及附件构成。
高压容器：工作压力70mpa；体积：150ml；为不锈钢材质。
恒速恒压泵：设计压力70mpa，单缸容积200ml，流量精度不低于1％，另具恒速恒压功能。
恒温箱：工作温度常温～150℃；温控精度±0.1℃。
所述抽真空机构由真空泵、抽真空阀门及附件构成。
真空泵：真空度不低于133pa。
压力设置机构由出液接口、锥形头凹槽、锥形头，锥形头密封圈，活塞密封圈，工字形活塞，气源接口及附件构成。
工作压力70mpa；出液接口、锥形头凹槽、锥形头、工字形活塞，气源接口均为不锈钢材质，锥形头密封圈，活塞密封圈均为丁晴橡胶材质。
本实用新型中的高压容器、气瓶、恒温箱、气体增压泵、恒速恒压泵、温度传感器、压力传感器及连接管线、阀门均为现有产品。
1.pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述连接装置包括气体增压机构、气体注入机构、抽真空机构、压力设置机构；
所述气体增压机构包括相连接的气体增压泵(25)、气瓶(28)；
所述气体注入机构包括相连接的活塞式高压容器(21)、恒速恒压泵(22)，活塞式高压容器(21)与气体增压泵(25)相连接；
所述压力设置机构包括腔体(29)，腔体(29)内设有活塞基座(30)和工字型活塞(6)，活塞基座(30)与工字型活塞(6)相对端面上对应设有相配合的凹槽(2)和突出部(3)；腔体(29)上设有进液接口(13)、出液接口(1)、气源接口(7)；腔体(29)的进液接口(13)与高压视窗(15)的进液端相连接，腔体(29)的出液接口(1)与pvt分析仪筒体(10)相连接；活塞基座(30)上设有轴向设置的进液通道(31)、出液通道(32)，进液通道(31)与出液接口(1)相连通；出液通道(32)两端分别与进液接口(13)、活塞基座(30)上的凹槽(2)相连通；气源接口(7)与气体增压泵(25)相连接；
所述高压视窗(15)出液端分别与抽真空机构、活塞式高压容器(21)相连接。
2.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述pvt分析仪筒体(10)与气体注入机构的出液接口(1)之间的连接管路上设有pvt压力传感器(11)、pvt分析仪筒体出液阀(12)。
3.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述活塞基座(30)端面上设有锥形头凹槽(2)，工字型活塞(6)相对端面上设有锥形头突出部(3)，锥形头突出部(3)上设有锥形头密封圈(4)。
4.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述活塞(6)为工字型，活塞基座(30)与工字型活塞(6)上设有活塞密封圈(5)。
5.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述气瓶(28)上设有气瓶压力表(27)，气瓶(28)与气体增压泵(25)之间的连接管线上设有减压阀(26)；气体增压泵(25)的出口管线上设有增压泵压力传感器(23)、出气阀(24)。
6.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述活塞式高压容器(21)、压力设置机构设置在恒温箱(8)内，恒温箱(8)内设有温度传感器(9)；恒温箱的控温精度±1℃。
7.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述抽真空机构包括真空泵(19)，真空泵(19)通过真空泵阀门(18)与高压视窗(15)相连接；高压视窗(15)与气体增压泵(25)之间的连接管线上设有进气阀(16)、压力传感器(20)；高压视窗(15)上设有排空阀(17)，排空阀(17)、进气阀(16)、真空泵阀门(18)三者并联设置。
8.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述气体增压泵(25)的工作压力为50mpa；增压泵压力传感器(23)压力设置50mpa，精度0.1％fs。
9.根据权利要求1所述的pvt分析仪筒体与高压视窗间连接装置，其特征是，所述压力设置机构整体为不锈钢材质，设计压力70mpa；恒速恒压泵设计压力70mpa，恒速恒压泵单缸容积200ml，流量精度不低于1％；抽真空机构，真空度不低于133pa；所述高压容器工作压力为70mpa；体积为500ml；活塞式高压容器(21)筒体为不锈钢材质。
技术总结