[發(fā)明專利]一種水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910414600.5
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110273679B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彩鵬;許小林;吳建;何小兵;劉永根
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇聯(lián)友科研儀器有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/01;E21B43/14
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

本發(fā)明涉及一種水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括一壓力倉，所述壓力倉內(nèi)具有一試驗(yàn)空腔，在壓力倉的頂端具有一與試驗(yàn)空腔相連通的開采口，在開采口內(nèi)插入口伸入試驗(yàn)空腔內(nèi)的開采管；一置于壓力倉內(nèi)的模擬組件，所述模擬組件包括一對相互配合的上模擬釜、下模擬釜，下模擬釜由一升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)出上模擬釜，在上模擬釜內(nèi)具有一將上模擬釜的空腔分隔為上下分布的蓋層、水合物層的隔板，下模擬釜內(nèi)為氣層；一阻斷上模擬釜與下模擬釜的阻隔組件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：采用壓力倉的設(shè)計(jì)，從而能夠在形成水合物后在恒壓恒溫的情況下將隔板移走，解決了多層沉積物形成水合物時(shí)間慢，水重力原因使水合物分層難的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水合物開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及一種水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

天然氣水合物又稱“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(jié)晶物質(zhì)。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”。其資源密度高，全球分布廣泛，具有極高的資源價(jià)值，因而成為油氣工業(yè)界長期研究熱點(diǎn)。自上世紀(jì)60年代起，以美國、日本、德國、我國、韓國、印度為代表的一些國家都制訂了天然氣水合物勘探開發(fā)研究計(jì)劃。迄今，人們已在近海海域與凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)水合物礦點(diǎn)超過230處，涌現(xiàn)出一大批天然氣水合物熱點(diǎn)研究區(qū)。

在回顧致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣藏定義的基礎(chǔ)上，基于天然氣水合物藏的特征，認(rèn)為天然氣水合物藏是指具有一定量的甲烷等氣體運(yùn)移到溫度-壓力適宜的地層，并以固態(tài)形式賦存于地層/松散沉積物中的天然氣水合物資源及其與之有直接關(guān)聯(lián)的天然氣聚集。因此，在開展天然氣水合物資源勘查與評價(jià)時(shí)，應(yīng)當(dāng)查明天然氣水合物層下部游離氣狀況，存在游離氣層的固-氣兩層樓式天然氣水合物藏是當(dāng)前有利的天然氣水合物開發(fā)靶體。

水合物藏可能存在的形式包括I類、II類和III類，分層物理模擬是研究不同類型水合物藏開采機(jī)理的重要手段；即便是同一類型的水合物藏，分層物理模型也能更真實(shí)地反應(yīng)水合物藏垂向上的分解動(dòng)態(tài)、地層導(dǎo)熱及流動(dòng)特征。因此，研制水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?yàn)椴煌愋退衔锊氐拈_采動(dòng)態(tài)分析及后期的數(shù)值模擬研究提供數(shù)據(jù)支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能夠解決多層沉積物形成水合物時(shí)間慢，水重力原因使水合物分層難的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種水合物開發(fā)分層物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括

一壓力倉，所述壓力倉內(nèi)具有一試驗(yàn)空腔，在壓力倉的頂端具有一與試驗(yàn)空腔相連通的開采口，在開采口內(nèi)插入口伸入試驗(yàn)空腔內(nèi)的開采管；

一置于壓力倉內(nèi)的模擬組件，所述模擬組件包括一對相互配合的上模擬釜、下模擬釜，其中，上模擬釜為由一兩端開口的空心筒體結(jié)構(gòu)及置于筒體結(jié)構(gòu)上端的上蓋共同形成的下端開口的空心箱體結(jié)構(gòu)，下模擬釜為一上端開口的空心箱體結(jié)構(gòu)，且下模擬釜由一升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)進(jìn)出上模擬釜，在上模擬釜內(nèi)具有一將上模擬釜的空腔分隔為上下分布的蓋層、水合物層的隔板，下模擬釜內(nèi)為氣層；

一阻斷上模擬釜與下模擬釜的阻隔組件，所述阻隔組件包括一隔板，該隔板由一水平驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)插入上模擬釜與下模擬釜之間或從上模擬釜與下模擬釜之間脫離。

進(jìn)一步的，所述壓力倉包括一兩端開口的空心桶體結(jié)構(gòu)，在桶體結(jié)構(gòu)的上下兩側(cè)分別連接有一上封頭、一下封頭，所述上封頭、下封頭均與桶體結(jié)構(gòu)之間通過螺栓連接固定，在上封頭上具有一容開采口安裝的通孔，所述開采口呈T字形狀，在開采口嵌入上封頭上的通孔后通過螺栓與上封頭固定，在桶體結(jié)構(gòu)的側(cè)端位于隔板處還具有一向外凸出的容隔板水平活動(dòng)的凸塊，在凸塊內(nèi)具有容隔板活動(dòng)的空腔。

進(jìn)一步的，所述升降機(jī)構(gòu)包括一安裝在壓力倉底端的液壓升降缸，所述液壓升降缸的活塞桿從壓力倉的底端伸入至壓力倉內(nèi)部并與下模擬釜的底端相連接，并帶動(dòng)下模擬釜進(jìn)行上下升降。