[發明專利]一種可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置及方法

在審

• 申請號: 202010107202.1
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111175466A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李清平;樊栓獅;秦蕊;呂鑫;朱軍龍;何玉發;郭凱
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王灝增

1.一種可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，包括天然氣水合物生成及保壓轉移系統、液壓系統、天然氣水合物可視分解系統和數據采集系統，

所述天然氣水合物生成及保壓轉移系統與液壓系統相連接，并在液壓系統的驅動下實現保壓轉移；

所述天然氣水合物可視分解系統與所述天然氣水合物生成及保壓轉移系統可拆卸連接；

所述數據采集系統分別與所述天然氣水合物生成及保壓轉移系統與液壓系統和所述天然氣水合物可視分解系統相連接，并實現系統內數據參數的采集。

2.根據權利要求1所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，

所述天然氣水合物生成及保壓轉移系統包括反應釜(2)、第一樣品襯管(6)、第二樣品襯管(7)和旋轉支架(4)；

所述液壓系統包括第一雙向液壓缸(1)、第二雙向液壓缸(3)和液壓站(5)，所述第一雙向液壓缸(1)和第二雙向液壓缸(3)均與液壓站(5)相連接，并在液壓站的驅動下沿豎直方向往復運動；

所述反應釜(2)與旋轉支架(4)相連接并在旋轉支架(4)帶動下豎直翻轉轉動，所述第一樣品襯管(6)套接在第二樣品襯管(7)內，所述第二樣品襯管(7)套接在反應釜(2)內；所述反應釜(2)上方設有保壓球閥，所述保壓球閥與第一雙向液壓缸可拆卸連接，所述反應釜(2)的下部與第二雙向液壓缸(3)可拆卸連接。

3.根據權利要求2所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述天然氣水合物可視分解系統包括可視水合物分解釜(8)，所述可視水合物分解釜(8)與保壓球閥可拆卸連接。

4.根據權利要求3所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述數據采集系統包括的溫度傳感器、壓力傳感器，氣體流量計、液體流量計、數據采集器，所述溫度傳感器、壓力傳感器，氣體流量計和液體流量計設置在反應釜(2)或者可視水合物分解釜(8)內，所述溫度傳感器、壓力傳感器，氣體流量計和液體流量計設置通過數據采集器與遠程終端相連接。

5.根據權利要求1所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述保壓球閥的通徑與反應釜(2)的釜內徑相同。

6.根據權利要求1所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述保壓球閥通過快速連接件與第一雙向液壓缸可拆卸連接，所述反應釜(2)通過快速連接件與第二雙向液壓缸(3)可拆卸連接。

7.根據權利要求1所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述反應釜(2)和可視水合物分解釜(8)上均設有進氣口、出氣口、進水口和出水口，所述進氣口和出氣口處連接有氣體流量計，所述進水口和出水口處連接有液體流量計；所述數據采集系統還包括錄像機，所述錄像機設置在可視水合物分解釜(8)的前方與計算機相連。

8.根據權利要求1所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，其特征在于，所述第一樣品襯管(6)、第二樣品襯管(7)和可視水合物分解釜(8)均由亞克力或聚碳酸酯材料制成。

9.一種可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在天然氣水合物生成及保壓轉移系統中模擬地層圍壓條件下的天然氣水合物生成；

步驟2、樣品轉移：將天然氣水合物生成及保壓轉移系統中生成的天然氣水合物轉移至天然氣水合物可視分解系統中；

步驟3、在天然氣水合物可視分解系統中進行天然氣水合物可視化分解，并通過數據采集系統記錄相關數據信息。

10.根據權利要求9所述的可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解可視化方法，其特征在于，

所述步驟1具體為：反應釜(2)固定在旋轉支架(4)上，使保壓球閥一端位于釜的上部，反應釜(2)與第二雙向液壓缸(3)通過快接接口連接，打開保壓球閥，第二樣品襯管(7)和第一樣品襯管(6)依次內嵌在反應釜(2)內，在第一樣品襯管(6)內加入用于模擬天然氣水合物生長環境的多孔介質，然后連接第一雙向液壓缸(1)，第一雙向液壓缸(1)和第二雙向液壓缸(3)分別連接液壓站(5)和(5’)，向反應釜(2)內注水、注天然氣并計量，一定溫度、壓力(水合物相平衡曲線以上)和時間(1-50小時)后，液壓站(5)驅動第一雙向液壓缸(1)對釜內沉積物及水合物進行往復施壓，直至水合物飽和度達到要求；

所述步驟2具體包括：收回第一雙向液壓缸(1)的液壓桿，關閉保壓球閥，拆卸下第一雙向液壓缸(1)，連接可視水合物分解釜(8)，打開反應釜(2)放氣閥門并對釋放氣體進行收集并計量，壓力變成常壓后打開保壓球閥，液壓站(5’)驅動第二雙向液壓缸(3)將第一樣品襯管(6)及內部樣品推出反應釜(2)，過程中利用旋轉支架(4)使反應釜(2)上下旋轉180°，利用重力使樣品進入可視水合物分解釜(8)內；

所述步驟3具體為：打開可視水合物分解釜(8)上的放氣閥門并對釋放氣體進行收集、計量，根據需要調整可視水合物分解釜(8)周圍的環境溫度(升溫)或者向可視水合物分解釜(8)內注入熱溶液等對天然氣水合物進行分解，過程中用攝像機錄制天然氣水合物分解全過程，同時記錄溫度、壓力變化及氣、水流量。