[實用新型]一種評價油氣鉆井中水合物動態形成的實驗裝置

有效

• 申請號: 201920888598.0
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN210604623U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 方翔宇;張凌;寧伏龍;王冬冬;劉志超;胡維;劉志輝;歐文佳
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;B01J3/04;B01J19/18
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本實用新型公開一種評價油氣鉆井中水合物動態形成的實驗裝置，實驗裝置包括高壓反應釜、壓力控制設備、溫度控制設備以及數據采集設備，所述高壓反應釜中部設有可視化窗口，高壓反應釜內腔中設有隔檔塊，所述隔檔塊通過推送桿安裝和調節高度，所述高壓反應釜兩側通過轉軸固定在支架上，使高壓反應釜可在0°?180°范圍內轉動，支架上設有固定件，用于固定高壓反應釜的傾角，支架上還設有角度測量機構，用于精確讀取高壓反應釜的傾角，本實用新型優點在于能較好地模擬不同溫度、壓力、攪拌速率、產氣速率以及流體過流面積條件下豎井、水平井造斜段或水平段井筒與管道內水合物形成以及聚集過程，模擬條件與實際工況一致，參數控制精確。

技術領域

本實用新型涉及天然氣水合物勘探與開發技術領域，尤其涉及一種評價油氣鉆井中水合物動態形成的實驗裝置。

背景技術

天然氣水合物通常是由水分子與碳氫小氣體分子(主要是CH4)在高壓低溫條件下形成的籠型似冰狀結晶化合物，因其外觀像冰且遇火可燃燒，故又稱“可燃冰”。天然氣水合物具有分布廣、儲量豐富、能量密度大等特點，是一種儲量巨大的、潔凈的新型替代能源。自然界中天然氣水合物主要分布于海底沉積物以及永久凍土帶中，據估計以水合物形式存在的碳是地球上以化石燃料存在的碳總量的兩倍，因此許多國家都將其視為未來新型替代能源。

但是，天然氣水合物的形成與分解在某些生產活動中會帶來嚴重危害。在深海油氣鉆井過程中，海底上部地層存在的淺層氣以及鉆遇水合物地層時水合物分解氣侵入井筒中，在一定的溫度與壓力條件下，容易在井筒內二次形成水合物并聚集，阻礙鉆井液在環空中的流動，影響產氣效率，對鉆井施工產生不同程度的安全危害。此外，在油氣輸送管道中，管道變向、變徑、閥門、三通、分離器等油氣運移受阻的位置，在一定的溫度與壓力條件下也容易形成水合物，水合物在管道中的生長與聚集也帶來極大的負面影響。

申請公布號為CN106814166A的專利公開了一種評價深水鉆井中水合物形成與聚集行為的實驗裝置及方法，該發明針對天然氣水合物地層鉆井、凍土鉆井和海洋鉆井的鉆井液體系，在不同溫度、壓力與流體過流通道條件下，模擬鉆屑或地層中水合物的分解氣體或淺層氣進入井筒環空中形成水合物，進而評價模擬環空循環通道對水合物形成與聚集行為的影響以及鉆井液抑制水合物形成和聚集行為的能力。然而，該發明僅針對溫度、壓力與流體過流通道條件的改變，并沒有針對氣泡在豎井、水平井造斜段或水平段液體內運移受阻的情況下水合物的形成與聚集進行研究，也沒有考慮鉆井過程中鉆桿的轉動對水合物形成與聚集的影響，其模擬條件有限，實驗裝置的模擬效果與深海油氣鉆井中的工況差別較大，無法進行全面模擬。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對已有的技術現狀，提供一種評價油氣鉆井中水合物動態形成的實驗裝置，能較好地模擬不同溫度、壓力、攪拌速率、產氣速率以及流體過流面積條件下豎井、水平井造斜段或水平段井筒與管道內水合物形成以及聚集過程，模擬條件與實際工況一致，參數控制精確。

為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種評價油氣鉆井中水合物動態形成的實驗裝置，包括高壓反應釜、壓力控制設備、溫度控制設備以及數據采集設備，所述高壓反應釜中部設有可視化窗口，可視化窗口兩側設置密封墊片，高壓反應釜內腔中設有隔檔塊，所述隔檔塊通過推送桿安裝和調節高度，隔檔塊側壁上套有密封圈，所述壓力控制設備、溫度控制設備和數據采集設備均與高壓反應釜連接，壓力控制設備用于調整向高壓反應釜中導入氣體的速率，溫度控制設備用于控制高壓反應釜內的溫度，數據采集設備用于采集高壓反應釜內的壓力和溫度數據，所述高壓反應釜兩側通過轉軸固定在支架上，使高壓反應釜可在0°-180°范圍內轉動，支架上設有固定件，用于固定高壓反應釜的傾角，支架上還設有角度測量機構，用于精確讀取高壓反應釜的傾角。