[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

本發明公開了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，所述裝置包括可模擬地層圍壓條件下天然氣水合物生成及保壓轉移反應釜，反應釜底部與第二雙向液壓缸連接，反應釜頂端設有與釜內徑相同通徑的保壓球閥，保壓球閥另一端與第一雙向液壓缸連接；第一雙向液壓缸和第二雙向液壓缸分別與液壓站相連；反應釜固定在一個可180°上下旋轉的支架上。本發明能夠用于模擬生成地層圍壓條件下的天然氣水合物，并實現天然氣水合物的保壓轉移，以及實現天然氣水合物的分解可視化，為天然氣水合物的分解研究提供更真實、更全面以及更低成本的指導。

技術領域

本發明屬于非常規油氣藏工程與巖土工程基礎物性測量技術領域，具體涉及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。

背景技術

2017年5月，我國南海神狐海域天然氣水合物試采成功，天然氣水合物開采進入新的篇章。我國南海海域和青藏高原有著豐富的天然氣水合物資源，這將對我國未來能源發展提供強有力的保障。同年 11月3日，國務院正式批準將天然氣水合物列為新礦種。

然而含天然氣水合物的沉積物儲層較深，其結構及環境復雜，目前若要實現大規模開采利用仍存在一定問題。其主要在于天然氣水合物的原位長時間持續分解釋氣技術目前仍無法實現。這就對天然氣水合物分解機理的掌握提出了更高的要求。目前人們實驗研究天然氣水合物分解主要從微觀和宏觀入手。微觀尺度上的研究并不能很好的反映天然氣水合物宏觀分解情況。宏觀上要么僅監測溫壓變化，要么使用X射線計算機斷層成像或者核磁共振技術來其分解情況。前者監測到的信息較少，不能很好地反映天然氣水合物分解情況，后者投資較大，且對大小及天然氣水合物生成條件(圍壓情況、壓力大小)有一定限制。

發明內容

為了克服現有水合物分解機理研究手段存在的上述問題，本發明提供一種可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置及技術。該裝置不僅可模擬地層圍壓原位生成天然氣水合物，而且可以實現保壓轉移，對轉移過程中的分解氣體進行完全計量，最重要的是可以實現天然氣水合物分解的可視化，且不需用到X射線計算機斷層成像或者核磁共振等價格高昂的設備。能夠為天然氣水合物分解的研究提供更全面、更直觀地認識。

本發明的另一目的是提供一種可模擬地層圍壓的天然氣水合物生成及保壓轉移分解可視化的方法。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供一種可圍壓生成天然氣水合物及保壓轉移分解裝置，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。

其中，所述天然氣水合物生成及保壓轉移系統包括反應釜、第一樣品襯管、第二樣品襯管和旋轉支架；

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

所述反應釜與旋轉支架相連接并在旋轉支架帶動下豎直翻轉轉動，所述第一樣品襯管套接在第二樣品襯管內，所述第二樣品襯管套接在第二雙向液壓缸內；

所述反應釜上方設有保壓球閥，所述保壓球閥與第一雙向液壓缸可拆卸連接，所述反應釜的下部與第二雙向液壓缸可拆卸連接。

其中，所述天然氣水合物可視分解系統包括可視水合物分解釜，所述可視水合物分解釜與保壓球閥可拆卸連接。