[發明專利]深水可燃冰降壓試采三維模擬試驗調溫高壓水供給系統

有效

• 申請號: 201811551602.0
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109637328B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉新福;劉春花;李博;王國棟;張守森;何鴻銘
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種深水可燃冰降壓試采三維模擬試驗調溫高壓水供給系統，應用于可燃冰試采試驗的調溫高壓水供給。該調溫高壓水供給系統由高壓水供給器、溫度調控器、高壓水供給模擬試驗控制系統和溫度調控模擬試驗控制系統組成，實施深水沉積物模擬產液調溫高壓水供給的作業流程，高壓水供給器通過變頻式動力機、水力增壓泵和壓力氣動控制閥供給穩定和壓力連續可調的高壓水，溫度調控器將高壓水的供給溫度調整至深水沉積物的模擬試驗溫度并供給連續穩定的調溫高壓水，同時保證調溫水溫度的穩定，高壓水供給模擬試驗控制系統和溫度調控模擬試驗控制系統分別實現遠程自動控制深水沉積物模擬產液高壓水和調溫高壓水供給作業流程并保障其流動安全。

技術領域

本發明涉及一種海洋工程領域模擬深水可燃冰試采試驗的高壓水供給系統，特別是涉及一種深水可燃冰降壓試采三維模擬試驗調溫高壓水供給系統及其工藝流程。

背景技術

目前，可燃冰合成和開采實驗系統主要為可燃冰低溫高壓模擬試驗系統，且這些可燃冰低溫高壓模擬試驗系統一般由高壓系統、冷卻系統和測試系統組成，其中高壓系統包含高壓容器、配氣瓶和加壓設備，冷卻系統包含防凍液、冷凍機和溫度控制器，測試系統主要包括壓力、溫度、光學、聲學、電學檢測和攝像部分，這些可燃冰低溫高壓模擬試驗系統無論是試驗設備還是試驗流程，專門用于海洋工程深水可燃冰降壓試采模擬試驗系統的研究較少。

國內外幾種有代表性的可燃冰低溫高壓模擬試驗系統包括：Youslf固結巖心試驗系統、Buffett天然多孔介質試驗系統和Wonmo填砂管試驗系統。其中，Youslf固結巖心試驗系統是Youslf和Sloan為研究Berea砂巖巖心內天然氣水合物的合成和分解而設計的試驗裝置，Berea砂巖巖心被熱收縮橡膠管包裹后固定于不銹鋼壓力容器內，橡膠管內用手動甲烷氣瓶直接供給與砂巖巖心內部相同壓力的高壓甲烷氣，橡膠管外用手動水力泵供給比砂巖巖心內部至少高1.0MPa的高壓水作為圍壓。Buffett天然多孔介質試驗系統是Buffett等人為研究天然多孔介質內天然氣水合物合成而設計的試驗裝置，該試驗系統模擬了海洋環境，并采用CO₂作為天然多孔介質內天然氣水合物的生成氣體，試驗裝置中間為手動水力泵供給的蒸餾水溶液，上部為手動CO₂氣瓶供給的氣體薄層。Wonmo填砂管試驗系統是韓國Sung等人為研究多孔介質內天然氣水合物合成以及降壓、加熱、注化學藥劑等各種分解試驗而設計的填砂管模擬試驗系統，該試驗系統的主要部分為設計了恒溫水浴的填砂長管，然而其填砂長管內仍然采用手動甲烷氣瓶直接供給高壓甲烷氣和手動水力泵供給高壓水。

綜上所述，目前的可燃冰低溫高壓模擬試驗系統多為天然氣水合物合成和分解試驗裝置，用于研究容器內或多孔介質天然氣水合物的相態、物理、化學性質及天然氣水合物的合成和降壓、加熱等分解試驗，而針對深水可燃冰降壓試采的模擬試驗裝置較少，同時可燃冰低溫高壓模擬試驗系統用的高壓水多為手動水力泵供給，且沒有設計專門的調溫系統，而使得具體試驗中難以供給溫度穩定的高壓水，并難以模擬出真實的深水可燃冰合成和分解環境。

發明內容

為了有效解決深水可燃冰降壓試采技術問題并克服現有可燃冰合成和開采模擬試驗裝置及其高壓水供給系統存在的缺陷和不足，本發明的目的是提供一種適合深水可燃冰降壓試采用的三維模擬試驗調溫高壓水供給系統及其相關控制流程。該調溫高壓水供給系統依據高壓水供給器和高壓水供給模擬試驗控制系統遠程自動供給連續穩定的高壓水，并通過溫度調控器和溫度調控模擬試驗控制系統遠程自動供給連續穩定的調溫高壓水，實施可燃冰降壓試采深水沉積物模擬產液調溫高壓水供給的作業流程。