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

有效

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• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110847890B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 王國榮;鄧江;謝沖;付強;鐘林;周守為;何玉發(fā)
• 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

本發(fā)明公開了一種應用于海底淺層天然氣水合物固態(tài)流化開采中的多相流檢測裝置，包括成像組件、溫度壓力檢測單元、短接、外封蓋，外封蓋套裝在短接上，短接的內側安裝有分別密封封裝的成像組件以及溫度壓力檢測單元，同時成像組件以及溫度壓力檢測單元設置在外封蓋的內部，短接的前、后兩端用于連接開采工具管串，短接的前、后兩端分別設置公扣、母扣，成像組件上搭載有微型成像設備。本發(fā)明采用模塊化設計，成像組件和溫度壓力傳感單元自身作為一個獨立的裝置安裝在短接上面，另結合緊湊的短接結構設計，能夠大幅縮小裝置整體體積，本發(fā)明的整個裝置安裝在開采管串上，能夠快速、方便的通過攝像頭對破碎后的多相流進行流動成像。

技術領域

本發(fā)明屬于海洋油氣裝備領域，特別涉及一種應用于海底淺層天然氣水合物固態(tài)流化開采中的多相流檢測裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質。天然氣水合物甲烷含量高，燃燒污染小。據統計，全球天然氣水合物的資源總量相當于全世界已知煤炭、石油和天然氣等能源總儲量的2倍，有望成為21世紀繼頁巖氣、致密氣、煤層氣、油砂等之后接替能源之一。

目前已獲取的自然界天然氣水合物樣品賦存狀態(tài)可分為砂巖型、砂巖裂隙型、細粒裂隙型和分散型。與常規(guī)油氣儲層形式相比，海洋天然氣水合物賦存區(qū)域具有埋深淺、弱膠結、大多無致密蓋層及發(fā)育完備的生儲蓋等特點。而我國海域天然氣水合物鉆探取樣儲層又大多屬于非成巖水合物。為此，周守為院士基于我國海域天然氣水合物鉆探取樣情況，提出了針對深水淺層幾米到上百米、非成巖全新的開采模式，即固態(tài)流化開采新方法。其核心思想是將深水淺層非成巖天然氣水合物礦體通過機械破碎流化轉移到密閉的氣、液、固多相舉升管道內，利用舉升過程中海水溫度升高、靜水壓力降低的自然規(guī)律使水合物逐步氣化，變非成巖天然氣水合物分解過程的不可控為可控，實現深水淺層天然氣水合物安全試采。

非成巖天然氣水合物礦體通過射流破碎后，轉移到密閉的氣、液、固多相水平管道內，其破碎后多相流的特征對于射流破碎效果、回收效率以及運移等具有重要價值。

對于多相流流動成像的方法具有很多，但是成本和設計處理都比較復雜。因此，對于工程應用來說，選擇一種符合工況的檢測手段尤為重要。水合物破碎回收的多相流相比油氣管道內的多相流有其獨特的特點，通過可見光成像的方式進行隨鉆多相流檢測還存在很多問題，需要不斷的完善和改進。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種應用于海底淺層天然氣水合物固態(tài)流化開采中的多相流檢測裝置，能夠方便與開采工具管串相連應用在海底淺層天然氣水合物固態(tài)流化開采中對破碎后多相流進行檢測。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案來實現：

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

進一步的，所述短接內安裝有兩組成像組件，且兩組成像組件在短接上采用120°夾角布置，所述溫度壓力檢測單元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。

進一步的，所述成像組件包括微型攝像頭、光源、主板、電源、外殼和安裝槽；

所述成像組件的主板和電源安裝在外殼內，所述外殼的一端連接有安裝槽，所述微型攝像頭及光源安裝在安裝槽內，所述光源對稱布置在微型攝像頭的兩邊，所述成像組件的主板上設置有相機控制模塊、存儲模塊和電源控制模塊，所述安裝槽上安裝有透明防護件。