[發明專利]一種水合物評價實驗系統及方法

在審

• 申請號: 202010599557.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111650354A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 張健;王金意;荊鐵亞;趙文韜;張國祥
• 申請（專利權）人: 中國華能集團有限公司;中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;B01J19/18;B01J4/02;C10L3/10;B01J10/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明提供的一種水合物評價實驗系統及方法，包括第一氣瓶、第二氣瓶、流量控制裝置、流量控制器、磁攪拌容器、化學試劑注入裝置和封閉回路等，其中，第一氣瓶用于儲存CH₄或者天然氣混合氣體；所述第一氣瓶的氣體出口經過流量控制器連接磁攪拌容器；第二氣瓶用于儲存CO₂氣體；所述第二氣瓶的氣體出口經過流量控制裝置連接磁攪拌容器；所述磁攪拌容器上設置有化學試劑注入口，所述化學試劑注入口連接化學試劑注入裝置的出口；所述封閉回路通過第二十閥分別連接第一氣瓶、第二氣瓶和化學試劑注入裝置；本發明能夠通過實現模擬水合物形成，同時分析他對水合物的形成及分解規律的影響，便于開展進一步詳細分析研究，從而指導生產。

技術領域

本發明涉及水合物開發領域，具體涉及一種水合物評價實驗系統及方法。

背景技術

天然氣水合物是一種自然存在的微觀結構為籠型的化合物，是一種高效清潔能源，燃燒熱值高的能源，它燃燒產生的能量比相同質量的普通化石燃料要多出數十倍。天然氣水合物是在一定的溫度和壓力條件下，由天然氣中的甲烷等輕烴氣體小分子與水分子形成的外觀上類似于松散的冰或致密的雪的籠型結晶化合物。

隨著人們對它研究的進一步深入，許多開采方法被提出來，其主要原理為改變可燃冰儲層的溫度、壓力，打破其相平衡，使可燃冰分解得到甲烷氣體。天然氣開采及儲運過程中，天然氣水合物常常造成管道、閥門和設備的堵塞，雖然防止天然氣水合物的方法很多，目前主要有5種方法來防治管道內天然氣水合物栓塞：脫水法、降壓法、加熱法、機械法、化學法。

研究表明化學法一般是在地層中注入化學試劑(例如甲醇等)，是最常用和最有效的方法，它可以提高水合物形成的相平衡條件，使得地層的孔隙壓力和溫度條件不能滿足水合物的相平衡，從而水合物分解相變產生甲烷氣體而收集的方法。化學法既能抑制天然氣水合物的形成，也可以溶解已形成的天然氣水合物。

現有的水合物的合成及開采研究的實驗系統具有以下幾個方面缺點：(1)研究對象主要針對天然氣合物，很少有針對CO₂水合物的。(2)沒有針對水合物抑制劑和促進劑的性質的研究。(3)相應的氣體、液體輸出時，對壓力的控制方面設計的比較簡單，特別是降壓分解實驗時，導致輸出壓力不夠穩定，可能有脈沖，影響計量的準確性和實驗效果。(4)可燃冰形成后，內部溫度、壓力的具體分布情況測量不夠準確，精度不夠，給實驗研究帶來不便。(5)有的設備還存在安全隱患或者操作不方便，不能對實驗過程進行更好地控制，給試驗研究的開展帶來極大不便。(6)沒有研究管道內天然氣水合物栓塞和相應的防止措施。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水合物評價實驗系統及方法，解決了現有的水合物的合成及開采研究實驗存在的上述缺陷。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種水合物評價實驗系統，包括第一氣瓶、第二氣瓶、流量控制裝置、流量控制器、磁攪拌容器、化學試劑注入裝置和封閉回路，其中，

第一氣瓶用于儲存CH₄或者天然氣混合氣體；所述第一氣瓶的氣體出口經過流量控制器連接磁攪拌容器；

第二氣瓶用于儲存CO₂氣體；所述第二氣瓶的氣體出口經過流量控制裝置連接磁攪拌容器；

所述磁攪拌容器上設置有化學試劑注入口，所述化學試劑注入口連接化學試劑注入裝置的出口；

所述封閉回路通過第二十閥分別連接第一氣瓶、第二氣瓶和化學試劑注入裝置。