[發明專利]CO2置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置

有效

• 申請號: 201410208708.6
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103971577A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉昌嶺;趙仕俊;孫建業;劉樂樂
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00;E21B43/22
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 萬桂斌

1.一種CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，所述試驗模擬裝置包括反應釜(29)、恒溫控制系統、注氣注液系統、液體循環加熱系統、回壓控制系統、抽真空與氣液分離系統、產氣在線檢測系統和數據采集系統；

所述恒溫控制系統為恒溫浴室(26)；

所述反應釜(29)置于恒溫浴室(26)內，反應釜(29)底部安裝固定單向滲透鋼板(28)，單向滲透鋼板(28)與底蓋(31)之間安裝底部加熱管(33)，反應釜頂蓋(30)上設有1個注氣注液口、1個產氣口，底蓋(31)上設有1個注氣口、1個放空口和2個TDR探針孔，反應釜(29)側壁上分層設有3個溫度測量孔；

所述注氣注液系統，包括CH₄氣瓶(1)、CO₂氣瓶(2)、電子天平(7)、中間容器(9)；所述CH₄氣瓶(1)通過管道連通反應釜(29)的注氣注液口，管道上設有增壓泵(4)以及截止閥(5)、壓力表(6)和壓力傳感器(10)；所述CO₂氣瓶(2)通過管道連通反應釜(29)的注氣注液口和反應釜底蓋(31)上的注氣口，所述管道上安裝有壓力表(6)、壓力傳感器(10)和截止閥(5)；電子天平(7)與中間容器(9)通過管道連通，電子天平(7)與中間容器(9)之間的管道上設有平流泵(8)，中間容器(9)通向反應釜(29)注氣注液口的管道上設有壓力表(6)；

所述液體循環加熱系統，包括預熱水箱(15)、設置在反應釜(29)注氣注液口處的U型加熱管(32)，以及設置在單向滲透鋼板(28)和底蓋(31)之間的底部加熱管(33)，所述U型加熱管(32)兩端分別通過管路連通預熱水箱(15)，所述底部加熱管(33)的兩端分別通過管路連通預熱水箱(15)，預熱水箱(15)內設有溫度控制器(16)和溫度探頭(12)，預熱水箱(15)出口處設有水泵(14)；

回壓控制系統，包括N₂氣瓶(19)和回壓閥(18)，N₂氣瓶(19)通過管道連接至反應釜頂蓋(30)上的產氣口，連通N₂氣瓶(19)與產氣口的管道上設有回壓閥(18)，所述產氣口處設有放空管道，放空管道上設有安全閥(11)和壓力傳感器(10)；

所述抽真空與氣液分離系統，包括真空泵(22)以及氣液分離器(20)，氣液分離器(20)通過管道連通回壓閥(18)，氣液分離器(20)的底部設有出液管道及截止閥(5)，氣液分離器(20)與真空泵(22)之間設有干燥筒(21)，干燥筒(21)與真空泵(22)之間的管道上設有壓力表(6)；

所述的產氣在線檢測系統為氣相色譜儀(23)，氣相色譜儀(23)通過管道連接在干燥筒(21)與真空泵(22)之間；

所述的數據采集系統，包括相互連接的工控機(25)和數據采集器(24)，所述數據采集器(24)與模擬試驗裝置中的溫度探頭(12)、壓力傳感器(10)、TDR信號采集器(17)連接，所述的TDR信號采集器(17)連接TDR信號探針(13)，所述TDR信號探針(13)固定在反應釜底蓋(31)的TDR探針孔內。

2.根據權利要求1所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，所述反應釜(29)安裝于小車(36)上，小車下安裝滾輪。

3.根據權利要求1所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，所述反應釜(29)的頂蓋(30)和底蓋(31)與反應釜(29)主體采用卡箍快開結構固定。

4.根據權利要求1所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，所述的反應釜(29)可承受的最大壓力為25MPa。

5.根據權利要求1所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，所述反應釜(29)高350mm，外徑300mm。

6.根據權利要求6所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，回壓閥(18)的回壓控制范圍為0～25MPa，控制精度為±0.1MPa。

7.根據權利要求6所述的CO₂置換開采天然氣水合物試驗模擬裝置，其特征在于，恒溫浴室(26)內溫度控制范圍為-20～120℃，控制精度±0.1℃。