[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(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

本發(fā)明公開了一種可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置及方法，其將模擬天然氣水合物開采出砂防砂試驗劃分為反應(yīng)釜系統(tǒng)，注氣水砂系統(tǒng)，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)。反應(yīng)釜系統(tǒng)中反應(yīng)釜可根據(jù)不同實驗條件和目的組合成不同反應(yīng)釜；反應(yīng)釜主要包括：左右反應(yīng)釜，次左右反應(yīng)釜，中央反應(yīng)釜和封蓋。本發(fā)明反應(yīng)釜系統(tǒng)具有組裝設(shè)計靈活的特點，通過左右反應(yīng)釜加封蓋組合成實現(xiàn)水合物生成分解無篩管的反應(yīng)釜；通過左右反應(yīng)釜加反應(yīng)釜配件加次左右反應(yīng)釜和中央反應(yīng)釜組合可模擬無觀察區(qū)的單井和雙井、單觀察區(qū)的單井和雙井，雙觀察區(qū)的單井和雙井等一系列出砂防砂試驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開采出砂防砂工藝試驗，具體涉及一種可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，天然氣水合物具有儲量大、能量密度大和分布廣的特點成為非常具有潛力的替代能源。目前全世界關(guān)于天然氣水合物的研究及進(jìn)展已進(jìn)入到實際開采階段。在實際開采階段遇到十分嚴(yán)重的問題——砂堵，這成為目前制約天然氣水合物長期可持續(xù)開采的關(guān)鍵問題。因此研究天然氣水合物在開采過程中的出砂防砂問題顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術(shù)模擬裝置不夠靈活，只能模擬少數(shù)幾種情況的水合物出砂防砂試驗。裝置各部分沒有模塊化使得裝置復(fù)雜難以再做更多的實驗設(shè)計方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種可拆分式天然氣水合物模擬出砂防砂試驗反應(yīng)裝置及方法，其反應(yīng)釜系統(tǒng)具有組裝設(shè)計靈活的特點，反應(yīng)釜系統(tǒng)內(nèi)的各反應(yīng)釜組件可通過不同組合完成不同實驗?zāi)康某錾胺郎霸囼炑芯俊?/p>

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

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(jìn)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。