[發明專利]水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202011426419.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112630407A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 曹培;劉芳;黃翔
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N15/08;G01N21/84
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳天寶

1.一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，包括注入組件、切片模型組件(12)、出口計量組件、高低溫控制組件(32)和數據與圖像采集組件；

所述注入組件、切片模型組件(12)、出口計量組件依次連接；

所述切片模型組件(12)中設有刻蝕模型構成的孔隙通道結構；

所述注入組件將氣液混合物注入切片模型組件(12)中，并調節氣液混合物的注入比例、流量和壓力；

所述高低溫控制組件(32)、數據圖像采集組件分別與切片模型組件(12)連接；

所述數據與圖像采集組件記錄切片模型組件(12)的實驗全過程；

所述出口計量組件收集從切片模型組件(12)中流出的混砂液并記錄液體流量、含砂量、出砂粒徑；

所述高低溫控制組件(32)設于切片模型組件(12)外部，實現切片模型組件(12)的程序升溫或降溫的控制，以此獲取不同溫度條件下水合物儲層的出砂滲流數據。

2.根據權利要求1所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述注入組件包括：

第一注入支路，包括依次通過管路串聯的注入泵(3)和攪拌活塞容器(4)，所述攪拌活塞容器(4)的出口與所述切片模型組件(12)連接；

第二注入支路，包括依次通過管路串聯的氣瓶(9)、穩流閥(8)、氣體質量流量控制器(7)，所述氣體質量流量控制器(7)的出口與所述切片模型組件(12)連接；

第三注入支路，包括依次通過管路串聯的注入泵(3)和攪拌活塞容器(4)，及依次通過管路串聯的氣瓶(9)、穩流閥(8)、氣體質量流量控制器(7)和攪拌活塞容器(4)，所述攪拌活塞容器(4)的出口與所述切片模型組件(12)連接；

第四注入支路，包括圍壓跟蹤泵(1)以及與圍壓跟蹤泵(1)出口連接的切片模型組件(12)。

3.根據權利要求2所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述切片模型組件包括：

壓力倉(21)，構成側向外壁結構；

耐壓玻璃(25)，蓋合于所述壓力倉(21)的頂部和底部，構成上下側的外壁結構，與壓力倉(21)共同構成密封腔體；

刻蝕模型(28)，設于所述密封腔體中，其上雕刻有多個規則圓柱，以此模擬不同孔喉尺寸的孔隙通道結構。

4.根據權利要求3所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述壓力倉(21)上開設有：

圍壓口(20)，與所述圍壓跟蹤泵(1)的出口連接；

切片模型入口(22)，與所述攪拌活塞容器(4)和/或氣體質量流量控制器(7)的出口連接；

圍壓排氣口(30)，其上連接有排壓閥；

切片模型出口(27)，與所述出口計量組件的入口連接。

5.根據權利要求3所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述耐壓玻璃(25)與壓力倉(21)之間設有組合密封件(24)；

所述切片模型組件還包括上壓板(31)和下壓板(26)，所述上壓板(31)和下壓板(26)；

上壓板(31)和下壓板(26)分別在上方和下方同時壓接于壓力倉(21)、組合密封件(24)和耐壓玻璃(25)上。

6.根據權利要求1所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述計量組件包括依次連接的氣固液分離器(14)、回壓閥(16)、回壓泵(17)；

所述計量組件還包括氣液分離器(18)，所述氣液分離器(18)的進料口與所述回壓閥(16)連接；

所述氣固液分離器(14)下方設有固體稱量單元(15)，實現過濾出固體的稱重；

所述氣液分離器(18)上方設有氣體流量器(7)，氣液分離器(18)下方設有液體稱量單元(19)。

7.根據權利要求1所述的一種水合物儲層滲流出砂微觀可視化模擬實驗裝置，其特征在于，所述高低溫控制組件(32)包括加熱元件、設于切片模型組件(12)上的熱電偶和降溫器件。