[發明專利]一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201911129511.2
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110847890B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王國榮;鄧江;謝沖;付強;鐘林;周守為;何玉發
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B49/00;E21B47/06
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

1.一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測裝置，其特征在于，包括成像組件(1)、溫度壓力檢測單元(2)、短接(3)、外封蓋(4)，所述外封蓋(4)套裝在短接(3)上，所述短接(3)的內側安裝有分別密封封裝的成像組件(1)以及溫度壓力檢測單元(2)，同時所述成像組件(1)以及溫度壓力檢測單元(2)設置在外封蓋(4)的內部，所述短接(3)的前、后兩端用于連接開采工具管串，所述短接(3)的前、后兩端分別設置公扣(6)、母扣(5)，所述成像組件(1)上搭載有微型成像設備；

所述短接(3)內安裝有兩組成像組件(1)，且兩組成像組件(1)在短接(3)上采用120°夾角布置，所述溫度壓力檢測單元(2)安裝有壓力傳感器和溫度傳感器，能夠實時檢測水合物破碎多相流的溫度、壓力變化；

所述短接(3)采用偏心結構，所述短接(3)內設置有偏心過流孔(16)，所述短接(3)的一端內在靠近公扣(6)處設置有偏心孔過渡槽(17)，所述短接(3)內在偏心過流孔(16)的一側還設置有變形協調槽(18)，所述短接(3)內還設置有用于卡裝成像組件(1)以及溫度壓力檢測單元(2)的弧形槽(19)。

2.根據權利要求1所述的一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測裝置，其特征在于，所述成像組件(1)包括微型攝像頭(7)、光源(9)、主板(10)、電源(11)、外殼(13)和安裝槽(14)；

所述成像組件(1)的主板(10)和電源(11)安裝在外殼(13)內，所述外殼(13)的一端連接有安裝槽(14)，所述微型攝像頭(7)及光源(9)安裝在安裝槽(14)內，所述光源(9)對稱布置在微型攝像頭(7)的兩邊，所述成像組件(1)的主板(10)上設置有相機控制模塊、存儲模塊和電源控制模塊，所述安裝槽(14)上安裝有透明防護件。

3.根據權利要求2所述的一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測裝置，其特征在于，所述透明防護件包括鋁硅玻璃(8)和玻璃壓蓋(12)，所述鋁硅玻璃(8)通過玻璃壓蓋(12)壓裝在安裝槽(14)的上表面，所述安裝槽(14)的上表面開設有環形密封槽(15)并通過環形O型圈密封，所述外殼(13)與安裝槽(14)以螺紋方式連接，且在外殼(13)與安裝槽(14)二者的連接面上開設有環形密封槽(15)并采用O型圈壓裝密封。

4.根據權利要求3所述的一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測裝置，其特征在于，所述光源(9)與鋁硅玻璃(8)的水平面之間成75°內夾角。

5.一種應用于海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流檢測方法，其特征在于，采用權利要求1-4任一所述的多相流檢測裝置對海底淺層天然氣水合物固態流化開采中的多相流進行檢測，所述檢測方法包括如下步驟：

1)多組所述的多相流檢測裝置分別安裝在天然氣水合物開采工具串中的多處位置，隨鉆采過程對工藝過程及管串中不同位置的回抽水合物破碎多相流流動狀態進行數據采集；

2)在成像組件(1)中主板控制程序控制下，安裝在工具天然氣水合物開采工具管串上的該裝置，在管串不同位置分階段采集工藝過程中的多相流流動狀態，并把相關視頻圖像存儲在主板的存儲模塊中；溫度壓力檢測單元(2)也同時采集工藝過程中的壓力溫度變化數據，并存儲在存儲器中；

3)獲取存儲器中的視頻圖像資料以及壓力溫度數據，通過圖像處理的方式結合壓力溫度變化數據分析在工藝過程中水合物破碎多相流流動狀態中的粒度分布、相態變化、流速多相流參數。