[發(fā)明專利]可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010789778.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112067785B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李小森;王屹;陳朝陽;胡恒齊;夏志明;李剛;張郁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

1.一種可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)釜系統(tǒng)、注水氣砂系統(tǒng)，其特征在于，還包括氣水砂分離計量系統(tǒng)、低溫水浴夾套系統(tǒng)、支撐和安全系統(tǒng)以及軟件記錄分析系統(tǒng)，

所述注水氣砂系統(tǒng)用于給所述反應(yīng)釜系統(tǒng)提供氣體、液體和砂，以在所述反應(yīng)釜系統(tǒng)內(nèi)形成天然氣水合物；

所述反應(yīng)釜系統(tǒng)設(shè)置于所述低溫水浴夾套系統(tǒng)內(nèi)，所述低溫水浴夾套系統(tǒng)用于控制所述反應(yīng)釜系統(tǒng)內(nèi)的溫度，以模擬天然氣水合物儲層的環(huán)境溫度；

所述支撐和安全系統(tǒng)包括操作臺，所述低溫水浴夾套系統(tǒng)被以豎直或水平方式固定在所述操作臺上，以模擬防砂篩管在天然氣水合物儲層儲藏不同方位的出砂防砂試驗；

所述操作臺設(shè)有參數(shù)檢測收集模塊，所述參數(shù)檢測收集模塊通過若干傳感器采集所述反應(yīng)釜系統(tǒng)在模擬天然氣水合物開采過程中的數(shù)據(jù)，

所述氣水砂分離計量系統(tǒng)與所述反應(yīng)釜系統(tǒng)的開采口連接以模擬天然氣水合物開采過程中氣水砂混合物的流入，并對氣水砂混合物進行分離及計量，所述氣水砂分離計量系統(tǒng)的計量數(shù)據(jù)傳至所述參數(shù)檢測收集模塊；

所述軟件記錄分析系統(tǒng)與所述參數(shù)檢測收集模塊通信連接；

所述反應(yīng)釜系統(tǒng)包括第一反應(yīng)釜組件、第二反應(yīng)釜組件、第三反應(yīng)釜組件、球閥、隔網(wǎng)和封蓋，所述第一反應(yīng)釜組件為一端開口一端封閉的圓柱殼體，所述第二反應(yīng)釜組件和第三反應(yīng)釜組件為兩端開口的圓柱殼體，所述第一反應(yīng)釜組件、所述第二反應(yīng)釜組件和所述第三反應(yīng)釜組件的圓柱殼體上均設(shè)有用于安裝傳感器的預(yù)留孔，所述第一反應(yīng)釜組件、所述第二反應(yīng)釜組件和所述第三反應(yīng)釜組件還設(shè)有泄壓口和排液口，所述第一反應(yīng)釜組件和第三反應(yīng)釜組件還設(shè)有注砂口、注水口、注氣甲烷氣口、開采口和觀察口，所述封蓋具有開采口；

第一反應(yīng)釜組件、第二反應(yīng)釜組件、第三反應(yīng)釜組件、球閥、隔網(wǎng)和封蓋的任意組合可實現(xiàn)所述反應(yīng)釜系統(tǒng)模擬單、雙觀察區(qū)，單、雙井開采以及防砂篩管在天然氣水合物儲層儲藏不同方位的出砂防砂試驗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)釜組件和所述第三反應(yīng)釜組件還包括可移動活塞，所述第一反應(yīng)釜組件的一端設(shè)有注氮氣口，所述第三反應(yīng)釜組件的圓柱殼體上開設(shè)有注氮氣口，所述注氮氣口用于注入氣體驅(qū)動所述可移動活塞朝向所述反應(yīng)釜系統(tǒng)內(nèi)的填料方向運動，其中，所述第一反應(yīng)釜組件設(shè)有一可移動活塞，該可移動活塞工作時朝向第一反應(yīng)釜組件開口端移動，所述第三反應(yīng)釜組件設(shè)有兩可移動活塞，該可移動活塞工作時朝向第三反應(yīng)釜組件兩端移動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置，其特征在于，當(dāng)所述反應(yīng)釜系統(tǒng)用作無觀察區(qū)的單井出砂防砂試驗時，所述反應(yīng)釜系統(tǒng)由第一反應(yīng)釜組件、球閥、隔網(wǎng)、第二反應(yīng)釜組件、隔網(wǎng)和封蓋依次組裝而成，第一反應(yīng)釜組件用于模擬水合物區(qū)，球閥、隔網(wǎng)、第二反應(yīng)釜組件和隔網(wǎng)用于模擬防砂篩管區(qū)，封蓋用于模擬開采出砂收集口；具體地，所述反應(yīng)釜系統(tǒng)垂直布置且封蓋位于底端時，模擬的是防砂篩管在水合物藏下方的篩管出砂防砂試驗；所述反應(yīng)釜系統(tǒng)水平布置時，模擬的是防砂篩管在水合物藏右側(cè)的篩管出砂防砂試驗；所述反應(yīng)釜系統(tǒng)垂直布置且封蓋位于頂端時，模擬的是防砂篩管在水合物藏上方的篩管出砂防砂試驗。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置，其特征在于，當(dāng)所述反應(yīng)釜系統(tǒng)用作無觀察區(qū)的雙井出砂防砂試驗時，所述反應(yīng)釜系統(tǒng)由封蓋、隔網(wǎng)、第二反應(yīng)釜組件、隔網(wǎng)、球閥、第三反應(yīng)釜組件、球閥、隔網(wǎng)、第二反應(yīng)釜組件、隔網(wǎng)和封蓋依次組裝而成，第三反應(yīng)釜組件用于模擬水合物區(qū)，球閥、隔網(wǎng)、第二反應(yīng)釜組件和隔網(wǎng)用于模擬防砂篩管區(qū)，封蓋用于模擬開采出砂收集口；具體地，所述反應(yīng)釜系統(tǒng)垂直布置時，模擬的是防砂篩管在水合物藏上方和下方的篩管出砂防砂試驗；所述反應(yīng)釜系統(tǒng)水平布置時，模擬的是防砂篩管在水合物藏左右兩側(cè)的篩管出砂防砂試驗。