[發明專利]一種開采天然氣水合物的實驗模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201410278000.8
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104088612A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 樊栓獅;閆素貞;溫永剛;郎雪梅;王燕鴻
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;C10L3/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種開采天然氣水合物的實驗模擬裝置，其特征在于：包括穩壓供氣供液模塊、反應器(8)、控制模塊、數據測量模塊、數據采集及處理模塊，其中：

??所述反應器(8)包括釜體(48)、與釜體(48)內壁密封配合且能上下移動的活塞(37)、連接設置于釜體(48)頂部的釜蓋(47)，支撐設置于釜體(48)底部的支架(12)，所述釜蓋(47)上設置有可接至釜體(48)內腔的壓力檢測接口(44)、氣體進出口(45)、溫度檢測接口(46)，所述釜體(48)內腔靠近釜蓋(47)的一端裝有微孔過濾片(35)，所述活塞(37)上設置溫度傳感器(38)和單向閥(36)，所述單向閥(36)的輸入端依次連接硬質管線(42)和延伸至釜體(48)外的高壓軟管(40)，所述硬質管線(42)的外壁與設置于釜體(48)底部的CO₂進氣口(10)的內壁滑動配合且始終保持密封，所述第三溫度傳感器(38)一端固定在活塞(37)下端面上，隨活塞(37)來回運動，另一端連接有耐壓套管(39)，所述第三溫度傳感器(38)的信號傳輸線(41)設置在耐壓套管(39)內，所述耐壓套管(39)與設置于釜體(48)底部的套管接口(43)的內壁滑動配合且始終保持密封，所述釜體(48)底部的側壁上還設置有注液口(11)；

所述穩壓供氣供液模塊包括CH₄氣瓶(32)、CH₄減壓閥(31)、CO₂氣瓶(1)、連CO₂減壓閥(2)、緩沖罐(5)、第七閥門(30)、液壓表(14)、第二閥門(13)、手搖泵(17)，CH₄氣瓶(32)內的CH₄依次經過CH₄減壓閥(31)、第七閥門(30)、第四閥門(21)連接到反應器(8)的氣體進出口(45)，CO₂氣瓶(1)內的CO₂氣體依次經過CO₂減壓閥(2)、質量流量計(3)進入到緩沖罐(5)，所述緩沖罐(5)的輸出端通過管路依次連接第一閥門(7)和高壓軟管(40)，為反應提供穩定的氣源，所述手搖泵(17)的輸出端通過第二閥門(13)連接注液口(11)；

所述數據測量模塊包括第一溫度傳感器(6)、第二溫度傳感器(9)、第一壓力傳感器(18)、第二壓力傳感器(19)、第三壓力傳感器(20)、質量流量計(3)、濕式流量計(27)，氣相色譜(24)、第一壓力表(25)、第二壓力表(29)、液壓表(14)、量杯(15)；所述質量流量計(3)設置在CO₂減壓閥(2)和緩沖罐(5)輸入口之間的管路上；所述濕式流量計(27)連接在回壓閥(26)和第六閥門(28)之間的管路上，用于測量注入到反應器(8)底部的液體量的量杯(15)通過第三閥門(16)連接手搖泵(17)；所述氣相色譜(24)通過第五閥門(22)連接在第四閥門(21)和第七閥門(30)之間的管路上，所述第一壓力傳感器(18)連接緩沖罐(5)的輸出口，所述第二壓力傳感器(19)連接反應器(8)的壓力檢測接口(44)，所述第三壓力傳感器(20)連接在第一閥門(7)和高壓軟管(40)之間的管路上；所述第一溫度傳感器(6)連接在緩沖罐(5)的溫度測量接口上，所述第二溫度傳感器(9)連接在反應器(8)的溫度檢測接口(46)上，所述第一壓力表(25)設置在回壓閥(26)輸入端的管路上，所述第二壓力表(29)設置在第七閥門(30)和第四閥門(21)之間的管路上；

所述數據采集及處理模塊包括數據采集儀(33)和電腦(34)，所述第一溫度傳感器(6)、第二溫度傳感器(9)、第三溫度傳感器(38)、第一壓力傳感器(18)、第二壓力傳感器(19)、第三壓力傳感器(20)均通過信號線連接數據采集儀(33)，所述數據采集儀(33)連接著電腦(34)，在電腦(34)上顯出各個溫度和壓力的讀數；

所述控制模塊分為環境控制單元和壓力控制單元，包括用于控制環境溫度的低溫恒溫槽(4)和用于控制壓力的回壓閥(26)及真空泵(23)，所述緩沖罐(5)和反應器(8)置于低溫恒溫槽(4)內，恒溫槽內裝有乙醇溶液，通過制冷和循環保持環境溫度恒定；所述回壓閥(26)的輸入端連接在第四閥門(21)和第七閥門(30)之間的管路上，控制反應器(8)出口壓力恒定，所述回壓閥(26)的輸出端通過管路連接第六閥門(28)，所述真空泵(23)連接在第五閥門(22)和氣相色譜(24)之間的管路上。