[發明專利]機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統及方法

有效

• 申請號: 201810196979.2
• 申請日: 2018-03-10
• 公開（公告）號: CN108301827B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 李彥龍;劉昌嶺;孫建業;劉浩伽;孟慶國;陳強;卜慶濤
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所;青島海洋科技中心
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/002;E21B43/00;E21B43/01
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 萬桂斌

1.一種機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，包括：

供給模塊，用以提供甲烷和蒸餾水；

循環模塊，用以提供所需流型和氣液比，包括出口、入口及真空泵；

恒溫模塊，用以提供恒定的溫度；

多方位篩網固定模塊，位于恒溫模塊內，包括圓形滑軌，位于滑軌圓心處的電機，沿滑軌均布的四個篩網固定裝置，該四個篩網固定裝置通過直角連接硬管串聯，所述直角連接硬管為透明耐高壓管，每個直角連接硬管的豎邊和橫邊上各固定有與滑軌動配合的滑輪，該兩滑輪通過皮帶與電機相連，其中一個直角連接硬管分為兩段，一段通過耐高壓軟管連循環模塊的入口，另一段通過耐高壓軟管連循環模塊的出口；

所述篩網固定裝置包括公頭、母頭以及安裝時位于公頭、母頭之間的篩網角度調節裝置，該調節裝置包括兩圓柱，兩圓柱之間為篩網對接面，且各圓柱的對接面與底面之間開有若干貫通孔；

數據采集模塊，用以采集系統數據，包括：壓力傳感器、溫度傳感器、壓差傳感器以及光學攝像頭和高速攝像機，所述壓差傳感器位于多方位篩網固定模塊中每個篩網的兩端，壓力傳感器和溫度傳感器用以監測系統的溫壓，光學攝像頭和高速攝像機用以觀測管道內的氣液兩相流的流型。

2.根據權利要求1所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，其特征在于：所述兩圓柱之間的對接面為斜面，該斜面的傾斜角度為80°、70°、60°、50°、40°、30°、20°或10°。

3.根據權利要求1所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，其特征在于：所述循環模塊包括氣液混流器、高壓盤管、循環泵，所述氣液混流器入口連通供給模塊，出口連通所述高壓盤管，該高壓盤管用于吸入氣液混流器中混合均勻的氣液兩相流體，其出口端與循環泵相連，所述循環泵直接連入多方位篩網固定模塊中，用以控制混合均勻的兩相流流速。

4.根據權利要求3所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，其特征在于：所述供給模塊包括高壓氣瓶和供水箱，所述高壓氣瓶和供水箱直接和循環模塊的氣液混流器相連。

5.根據權利要求4所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，其特征在于：所述供給模塊還包括補液容器，用以為系統補充水和甲烷。

6.根據權利要求2所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價系統，其特征在于：所述兩圓柱之間的對接面上設有凹凸配合結構。

7.一種機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選定四個篩網角度調節裝置：定義多方位篩網固定模塊在電機作用下沿圓形滑軌整體旋轉的角度為公轉角，定義利用篩網角度調節裝置調整的氣液混流體流向與篩網之間的夾角為自轉角，設定四個篩網角度調節裝置其中兩個處于水平狀態，另兩個處于豎直狀態時的公轉角為0°，選擇篩網角度調節裝置組合，使相鄰兩個的篩網角度調節裝置自轉角和為90°，另外兩個篩網角度調節裝置自轉角之和為90°；

(2)抽真空與氣液補給：對系統和多方位篩網固定模塊抽真空處理；向循環模塊中按一定的比例注入氣、液，使系統壓力達到設定的實驗壓力，然后關閉供給模塊；

(3)模擬氣液混輸：啟動循環模塊使氣液充分混合，接通多方位篩網固定模塊與循環模塊，設定循環泵定速循環，同時開啟溫控模塊，對整個系統降溫；降至設定溫度之后持續維持該溫度定速循環并在此過程中分別實時記錄四個篩網網片兩側的絕對壓力值和壓差的變化情況；

(4)固定自轉角條件下的最佳篩管外保護罩導流槽流向識別：調整預設溫度、氣液比，重復步驟(2)-(3)，獲得一定公轉角條件下篩網中水合物微觀生成的三維臨界狀態分布圖；

(5)調整自轉角組合，重復步驟(2)-(4)，獲得一定公轉角條件下篩網網片中水合物二次富集生成臨界條件的四維臨界狀態圖；

(6)停止實驗。

8.根據權利要求7所述的機械篩網水合物微觀富集規律與堵塞機理評價方法，其特征在于：步驟(6)中當以下任何條件滿足時停止實驗：A、多方位篩網固定模塊中篩網兩側壓差增大到起始壓差的5倍及以上時；B、整個系統壓力值達到14MPa時。