[發明專利]一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202011054848.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112127820A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 魏納;張緒超;趙金洲;張烈輝;呂鑫;李海濤;龐維新;裴俊
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;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: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B21/06;E21B43/01;E21B49/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置，由電機（22）、減速器（21）、模擬套管（23）、模擬鉆桿（24）、巖屑儲集室（16）、液體流量計（1）、水泵（3）、貯水槽（4）、液固兩相分離器（9）、壓力傳感器（14）、計算機（15）組成，其特征在于，所述模擬套管（23）內有模擬鉆桿（24），模擬套管和模擬鉆桿之間左端設有接頭（20）、右端設有軸承（12）；模擬鉆桿連接電機（22）、減速器（21）；模擬套管的左端既連接巖屑儲集室（16），還通過進水口（25）連接液體流量計（1）、水泵（3）、貯水槽（4），水泵連有控制柜（2），巖屑儲集室設置巖屑漏斗（17）、尼龍漏斗（18）和攪拌器（19）；模擬套管的右端通過混合物出口（13）連接液固兩相分離器（9）；液固兩相分離器連接貯水槽，底部通過電加熱干燥器（7）分別連接尼龍收集桶（5）、巖屑收集桶（6）；模擬套管的兩端連接壓力傳感器（14），壓力傳感器連接計算機（15）。

2.如權利要求1所述的一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置，其特征在于，所述水泵連接控制柜，是指液體經進水口、模擬套管和模擬鉆桿之間的環形空間、混合物出口構成循環管路，通過控制柜調節管路流速，達到模擬不同流速的效果。

3.如權利要求1所述的一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置，其特征在于，所述模擬套管管長15m，管道直徑165mm，采用透明亞克力玻璃制成，承壓2MPa。

4.如權利要求1所述的一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置，其特征在于，所述混合物出口直徑為進水口直徑的1.1倍。

5.如權利要求1所述的一種天然氣水合物管輸壓力損失的測量裝置，其特征在于，所述液固兩相分離器的底部通過電加熱干燥器分別連接尼龍收集桶、巖屑收集桶。

6.利用權利要求1、2、3、4或5所述的裝置測量天然氣水合物管輸壓力損失的方法，依次包括以下步驟：

啟動電機，電機通過減速器帶動模擬鉆桿轉動；

開啟水泵，水從貯水槽中流出，通過液體流量計，由進水口進入模擬套管和模擬鉆桿之間的環空；

向巖屑儲集室加入相同質量的尼龍顆粒和巖屑顆粒，通過攪拌器將其混合均勻后，打開巖屑儲集室，使尼龍顆粒和巖屑顆粒進入環空并與水一起流向混合物出口；

在循環過程中，通過控制柜調節水泵的排量改變環空內的流體流速，通過壓力傳感器讀取壓降數據，通過計算機監測并記錄；

混合物沿混合物出口進入液固兩相分離器，分離出的液相進入貯水槽、固相通過電加熱干燥器后分別進入尼龍收集桶和巖屑收集桶。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，通過向巖屑儲集室分別加入總體積相同、粒徑為2mm、3mm、4mm、5mm的尼龍顆粒和巖屑顆粒，用于模擬實際鉆井過程中的天然氣水合物固體顆粒以及巖屑顆粒；通過調節控制柜改變水泵的排量，從而改變井筒環空內流體的流速；由此得到不同粒徑和流速條件下的壓降。