[發明專利]天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統及方法

有效

• 申請號: 202010224812.X
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN111551322B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 馮景春;張偲;楊志峰;蔡宴朋;孫龍濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: G01M3/28
• 分類號: G01M3/28;G01N13/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，包括外部框架(1)、若干個耐壓管道(2)、流速調節裝置(3)、流速計量裝置(4)、流體形態監測裝置(5)和控制采集終端(6)；其中：

所述耐壓管道(2)設置在外部框架(1)上；

所述的每個耐壓管道(2)內均安設有流速調節裝置(3)和流速計量裝置(4)；

所述流體形態監測裝置(5)安裝在所述耐壓管道(2)外壁上；

所述控制采集終端(6)輸入端與所述流速計量裝置(4)、流體形態監測裝置(5)輸出端電性連接；

所述控制采集終端(6)輸出端與所述流速調節裝置(3)、流速計量裝置(4)、流體形態監測裝置(5)控制端電性連接；

上述系統執行不含裂隙型的模擬過程，具體包括以下步驟：

SA1：根據實際勘察需求，在外部框架(1)上安裝填充鈣質黏土沉積物作為多孔介質的耐壓管道(2)，通道形態為垂直分布；

SA2：在所有耐壓管道(2)上安裝流速調節裝置(3)、流速計量裝置(4)和流體形態監測裝置(5)，并將各個裝置與控制采集終端(6)完成電路連接；

SA3：將安裝完成的外部框架(1)放置在天然氣水合物儲層中，外部框架(1)頂部設置在地層及海洋環境中；

SA4：根據需要開啟所有耐壓管道(2)，同步或有次序的通過流速調節裝置(3)調節各通路的流速大小，模擬、研究不同泄漏速率下天然氣水合物分解后含甲烷流體的遷移特性；

SA5：通過流體形態監測裝置(5)觀測管道內的流體的遷移特性，通過流速計量裝置(4)計量各通路內流體的泄漏速率及其演變情況，由控制采集終端(6)進行數據的記錄、處理及圖像的顯示，完成不含裂隙型天然氣水合物開采泄漏的地質通道的情況模擬。

2.根據權利要求1所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，所述外部框架(1)包括支撐桿(11)和固定連接在所述支撐桿(11)兩端的連接面(12)；其中，設置在所述支撐桿(11)兩端的連接面(12)在垂直方向上對應設置有多個連接孔(121)；所述耐壓管道(2)兩端通過所述連接孔(121)設置在所述連接面(12)上。

3.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，在所述連接孔(121)中設置有耐腐橡膠圈，所述耐壓管道(2)插接在所述耐腐橡膠圈中。

4.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，所述流速調節裝置(3)的主體為PID調節閥組，所述PID調節閥組控制端與所述控制采集終端(6)輸出端電性連接。

5.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，所述流速計量裝置(4)采用多普勒超聲測速儀或渦輪流量計。

6.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，所述流體形態監測裝置(5)采用高清攝像設備，所述高清攝像設備控制端與所述控制采集終端(6)輸出端電性連接；所述高清攝像設備輸出端與所述控制采集終端(6)輸入端電性連接。

7.根據權利要求2所述的天然氣水合物開采泄漏的地質通道模擬系統，其特征在于，所述控制采集終端(6)包括存儲模塊(61)、顯示模塊(62)、中央處理器(63)和人機交互模塊(64)；其中：

所述存儲模塊(61)與所述中央處理器(63)電性連接，實現數據交互；

所述人機交互模塊(64)輸出端與所述中央處理器(63)輸入端電性連接；

所述中央處理器(63)輸出端與所述顯示模塊(62)；

所述中央處理器(63)輸入端與所述流速計量裝置(4)、流體形態監測裝置(5)輸出端電性連接；

所述中央處理器(63)輸出端與所述流速調節裝置(3)、流速計量裝置(4)、流體形態監測裝置(5)控制端電性連接。