油页岩热解反应实验设备的制作方法

本发明涉及油页岩原位开采，具体而言，涉及一种油页岩热解反应实验设备。

背景技术：

1、能源是人类社会活动的物质基础，是一个国家经济发展的基石，只有拥有充足而优质的能源，国家的健康繁荣、社会的安定发展以及个人生活水平的提高才能一一实现。能源问题是关系到国家经济社会发展和人民生活水平高低的一个非常重要的全局性和战略性问题，传统的化石能源包括煤、石油和天然气，随着人类工业活动的增加，它们的储量在不断地减少，而新能源在短时间内并不能弥补它们的缺失，因此，寻找传统化石能源的替代品是当前科学技术发展的一个关键任务。

2、油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源，油页岩又被称为油母页岩，主要由大量的无机矿物质和包含在其骨架内部的固态有机物质组成，其中无机矿物质主要为高岭石和伊利石等黏土矿物为主，辅以部分硫化物和碳酸盐类矿物等，有机质主要为油母质即“干酪根”和少量的沥青质等组成，一般是不溶于石油等有机溶剂的。通常通过含油率这一指标来衡量不同地区油页岩的工业品位及其开发利用价值，我国油页岩的储量大约有7200亿吨，按平均含油率6％～7％折算，页岩油储量可达到476亿吨。

3、目前，油页岩原位开采的方法很多。根据加热方式可分为传导加热、对流加热和辐射加热等。传导加热的主要特点是加热方式灵活，易于控制，但是加热速度较慢，能量利用率较低；对流加热的主要特点是加热速度快，可充分利用干馏气，技术相对成熟，但是开放式流体加热与地层方式物质交换所产出的气需要分离；辐射加热的主要特点是加热区域可以选择，加热均匀，能量利用率高，但是技术处于研发阶段，不够成熟。

4、油页岩原位开采技术是在地下原位对油页岩进行加热热解，将其中的干酪根热裂解为液态、气态烃类，再以石油、天然气开采技术进行开发。这一过程受到油页岩含油率、开采温度、压力和催化剂等因素的影响，目前缺少能够做大尺寸油页岩原位热解的装置。

5、现有技术中的油页岩原位开采技术存在如下缺点：

6、1、无法准确模仿原位开采时油页岩周围的应力情况。

7、2、实际模拟实验时围压不够稳定。

8、3、无法实现真三轴应力加载。

9、4、无法实现大尺寸油页岩热解试验。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种油页岩热解反应实验设备，以解决现有技术中缺少能够做大尺寸油页岩原位热解反应的设备的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种油页岩热解反应实验设备，包括：加载室，加载室设置在支撑基面上，加载室内部为长方体空间；试样装卸模块，试样装卸模块可运动地设置在加载室的一侧，以用于将试样移动至加载室内或者从加载室内移出；压力控制模块，压力控制模块包括设置在加载室的四个内侧面的四组加载液压缸和设置在加载室上方的压力机，以用于向加载室内的试样施加压力；伺服泵压模块，伺服泵压模块设置在加载室的一侧且与位于加载室内的试样的内部连通，以用于向试样的内部输送高温高压气体；监测模块，监测模块包括设置在加载室内的位移检测部件，以用于监测加载室内的试样的位移；尾气处理模块，尾气处理模块设置在加载室的一侧且与加载室内部连通，以用于处理加载室内产生的尾气。

3、进一步地，压力控制模块包括压力控制器，压力控制器设置在加载室内的试样上，压力控制器与位移检测部件、四组加载液压缸和压力机均电连接，以用于接收位移检测部件的位移检测结果并根据位移检测结果来控制各组加载液压缸和压力机的工作状态。

4、进一步地，位移检测部件的数量为四个，四个位移检测部件与四组加载液压缸一一对应地设置。

5、进一步地，监测模块包括数据采集器，数据采集器与位移检测部件电连接，以用于采集位移检测部件的检测结果，数据采集器还与计算机电连接，以用于将所采集的检测结果上传至计算机。

6、进一步地，监测模块还包括：摄像头，摄像头设置在加载室上方，以用于对加载室的内部进行摄像；数据转化装置和计算机，数据转化装置与摄像头和计算机均电连接，以用于将摄像头所摄录的图像信息转化为数据信息并上传至计算机。

7、进一步地，伺服泵压模块包括：气罐，气罐设置在加载室外；气体增压泵，气体增压泵设置在加载室外，气体增压泵的入口与气罐的出口连通；气体加热装置，气体加热装置设置在加载室外，气体加热装置的入口与气体增压泵的出口连通，气体加热装置的出口与位于加载室内的试样的内部连通；泵压控制装置，泵压控制装置与气体增压泵和气体加热装置均电连接，以控制气体增压泵和气体加热装置的工作状态。

8、进一步地，伺服泵压模块还包括：开关，开关设置在气罐和气体增压泵之间的第一连通管路上，以用于控制第一连通管路的通断；和/或压力检测部件，压力检测部件设置在气体增压泵和气体加热装置之间的第二连通管路上，以用于测量第二连通管路中的气体的压力；和/或温度检测部件，温度检测部件设置在气体加热装置与试样之间的第三连通管路上，以用于测量第三连通管路中的气体的温度。

9、进一步地，试样装卸模块包括：轨道，轨道设置在支撑基面上；运送车，可运动地设置在轨道上；运送车电机，运送车电机设置在轨道上且位于加载室运送车的远离加载室的一侧，运送车电机与运送车驱动连接，以驱动运送车运动。

10、进一步地，试样装卸模块包括：传动轴，传动轴的至少部分设置在运送车电机和运送车之间，以用于连接运送车电机和运送车；限位装置，限位装置设置在轨道上且运送车的靠近运送车电机的一端，以对运送车的运动进行限位；起吊机构，起吊机构设置在加载室和轨道之间，以用于在运送车和加载室之间移动试样。

11、进一步地，尾气处理模块包括：气体收集瓶，气体收集瓶位于加载室外且通过气体收集管路与加载室的内部连通，以用于吸收尾气中的有害气体，气体收集瓶通过气体排放管路与外界环境连通，以用于向外界排放处理后的尾气；冷陷装置，冷陷装置设置在加载室外，气体收集瓶设置在冷陷装置内，以通过冷陷装置对经过气体收集瓶的尾气进行降温。

12、应用本发明的技术方案，本发明的油页岩热解反应实验设备包括：加载室，加载室设置在支撑基面上，加载室内部为长方体空间；试样装卸模块，试样装卸模块可运动地设置在加载室的一侧，以用于将试样移动至加载室内或者从加载室内移出；压力控制模块，压力控制模块包括设置在加载室的四个内侧面的四组加载液压缸和设置在加载室上方的压力机，以用于向加载室内的试样施加压力；伺服泵压模块，伺服泵压模块设置在加载室的一侧且与位于加载室内的试样的内部连通，以用于向试样的内部输送高温高压气体；监测模块，监测模块包括设置在加载室内的位移检测部件，以用于监测加载室内的试样的位移；尾气处理模块，尾气处理模块设置在加载室的一侧且与加载室内部连通，以用于处理加载室内产生的尾气。这样，本发明的油页岩热解反应实验设备独立施加多个方向的主应力，可以较好的反映油页岩开采时油页岩的真实受力特征，对油页岩实际开采所遇到的情况进行实验模拟，且能够进行大尺寸、不同温度、不同侧压比、不同热解气氛进行控制，模拟实际油页岩原位对流加热开采，其隔热能力能够达到700℃，耐高压能力能够达到60mpa，从而能够满足大尺寸油页岩原位应力条件下进行注热热解的要求，实现了大尺寸油页岩原位热解的实验等的相关模拟，解决了现有技术中缺少能够做大尺寸油页岩原位热解反应的设备的问题，且技术先进、方法简便，便于操作、压力稳定、精度高、成本低廉、准确性高、安全可靠、可行性强、经济效果好及社会效益显著。