[發明專利]一種模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201810560221.2
• 申請日: 2018-06-03
• 公開（公告）號: CN108798606A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 魏納;李蜀濤;席永釗
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B47/001
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置及方法，其結構包括模擬水合物采掘模塊、水平段巖屑分離模塊、上部分離模塊、氣體收集與回注模塊、信息采集與數字化控制模塊五大模塊，所述模擬水合物采掘模塊包括大型水箱、采掘裝置、碎化裝置、高壓承壓軟管，所述水平段巖屑分離模塊包括運輸主管道和四個分離器支路，所述上部分離模塊包括固相回收罐、流量計液罐，所述氣體收集與回注模塊包括氣體干燥箱、氣體緩沖罐、高壓儲氣罐，所述信息采集與數字化控制模塊包括集成電路箱、中央控制系統、計算機終端控制系統。該模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置，適用于研究天然氣水合物固態流化采掘相運移規律研究。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物固態流化開采領域，具體為一種模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物即可燃冰，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。其實是一個固態塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。2013年6月至9月，在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鉆獲高純度天然氣水合物樣品，并通過鉆探獲得可觀的控制儲量。

現有的天然氣水合物固態流化開采模擬裝置，只能模擬部分天然氣水合物采掘過程，且生成的水合物的時間長，消耗成本巨大，并不適用與常規性的模擬實驗研究，難以滿足開展天然氣水合物固態流化采掘相運移規律模擬實驗研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置及方法，解決了背景技術中所提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置，其結構包括模擬水合物采掘模塊、水平段巖屑分離模塊、上部分離模塊、氣體收集與回注模塊、信息采集與數字化控制模塊五大模塊，其中：所述模擬水合物采掘模塊包括大型水箱，所述大型水箱內部左端放置模擬水合物成巖塊，所述模擬水合物成巖塊右端有采掘裝置、運輸管道、碎化裝置，所述碎化裝置右端與高壓承壓軟管相連；所述模擬水合物采掘模塊右端通過運輸管道依次連接有球閥A、砂漿螺桿泵A、球閥B、壓力傳感器A、流量計A；

所述水平段巖屑分離模塊包括球閥C、分離器A、壓力傳感器B、壓力表A、球閥D、分離器B、壓力傳感器C、壓力表B、球閥E、分離器C、壓力傳感器D、壓力表C、球閥F、分離器D、壓力傳感器E、壓力表D，所述水平段巖屑分離模塊右端通過運輸管道依次連接有砂漿螺桿泵B、壓力傳感器F、壓力表E，所述壓力表E右上端氣體管路連接有單流閥A、壓力表F、壓力傳感器G、節流閥A，所述節流閥A右上端氣體管路支路安裝有節流閥B、壓力傳感器H、壓力表G、單流閥B；

所述上部分離模塊包括分離器D、球閥G、固相回收罐、球閥H、流量計B、球閥I、儲液罐，相互間連接有運輸管道，所述儲液罐右端通過運輸管道依次連接有球閥J、水泵、流量計C、壓力傳感器I、壓力表H，所述壓力表H通過管路依次與球閥K、大型水箱相連；

所述氣體收集與回注模塊包括氣體干燥箱、球閥L、氣體緩沖罐、壓力傳感器J、壓力表I、空氣壓縮機、球閥M、高壓儲氣罐，相互間采用氣體管道相連，所述高壓儲氣罐上端依次連接有節流閥C、壓力傳感器L、流量計D，所述流量計D通過管道與左下方節流閥A、節流閥B相連；

所述信息采集與數字化控制模塊包括集成電路箱A、集成電路箱B、集成電路箱C，所述集成電路箱A、集成電路箱B、集成電路箱C通過信號傳輸線與中央控制系統相連，所述中央控制系統通過信號傳輸線與計算機終端控制系統相連。

進一步地，如上所述的模擬天然氣水合物固態流化采掘實驗裝置，所述大型水箱中裝滿了海水，且所述大型水箱正面有可視化窗口A和刻度線，方便觀察大型水箱中采掘情況和海水液位高度；