CN105136626A - 天然气水合物分解螺旋测试装置 - Google Patents

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魏纳
孟英峰
郭平
周守为
李清平
李皋
田旭
吕鑫
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Southwest Petroleum University
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China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Abstract

本发明公开了一种天然气水合物分解螺旋测试装置，特别是一种应用于天然气水合物实验领域的天然气水合物分解螺旋测试装置。本发明提供一种可以帮助研究人员准确测试、分析天然气水合物的分解速率受温度、压力、粒径、流动速度等多个环境因素综合影响情况的天然气水合物分解测试装置，包括罐体、盖子、加压装置、加热装置、搅拌装置、扭矩传感器、温度压力传感器、数据处理系统。采用本申请的天然气水合物分解测试装置，可以全面模拟天然气水合物颗粒在不同流速、温度、压力、粒径条件下的分解情况，并将数据通过温度压力传感器以及扭矩传感器传输到数据处理系统，得出天然气水合物与温度、压力、粒径、流速的关系曲线，分析其分解规律。

Description

天然气水合物分解螺旋测试装置
技术领域
本发明涉及一种天然气水合物分解螺旋测试装置，特别是一种应用于天然气水合物实验领域的天然气水合物分解螺旋测试装置。
背景技术
天然气水合物是由水和天然气在高压低温环境下生成的非化学计量性笼状晶体物质，是一种高密度、高热值的非常规能源，天然气水合物被普遍认为将是21世纪最有潜力的接替能源，尤其是海洋天然气水合物因其量大而尚未开发受到普遍重视，不同粒径的天然气水合物在不同温度和压力条件下的分解情况成为研究的热点之一。
天然气水合物的分解速率与温度、压力、天然气水合物的粒径以及水合物浆体的流动速度有直接关系，为了充分研究前述参数与天然气水合物的分解速率的关系，需要在实验过程中模拟多种因素的变换，并采集变换过程中天然气水合物的分解速率的数据，但是现有技术中还没有一种可以帮助研究人员准确测试、分析天然气水合物的分解速率受温度、压力、粒径、流动速度等多个环境因素综合影响情况的天然气水合物分解测试装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以帮助研究人员准确测试、分析天然气水合物的分解速率受温度、压力、粒径、流动速度等多个环境因素综合影响情况的天然气水合物分解测试装置。
为解决上述技术问题本发明采用的天然气水合物分解螺旋测试装置，包括罐体、盖子、加压装置、加热装置、搅拌装置、扭矩传感器、温度压力传感器、数据处理系统，所述加压装置与罐体连通，所述加热装置设置在罐体上，所述搅拌装置设置在罐体中，所述扭矩传感器设置在搅拌装置上，并且扭矩传感器与数据处理系统连接，所述温度压力传感器设置在罐体中，并且温度压力传感器与数据处理系统连接，所述盖子与罐体连接。
进一步的是，所述加压装置包括高压氮气瓶、压力表、输气管，所述输气管一端与高压氮气瓶连通，另一端与罐体连通，所述压力表设置在输出管上。
进一步的是，所述输气管上还设置有两个气阀，在两个气阀之间还设置有减压阀。
进一步的是，所述搅拌装置包括电机和搅拌机构，所述电机输出轴与搅拌机构传动连接，所述扭矩传感器安装在电机轴上。
进一步的是，所述加热装置为电加热层，所述电加热层附着在罐体内壁上。
进一步的是，所述罐体与盖子采用快开连接。
进一步的是，还包括显示器，所述显示器与数据处理系统连接。
本发明的有益效果是：采用本申请的天然气水合物分解测试装置，调节电动机转速、电热丝功率，加入不同粒径的天然气水合物，调节罐内压力全面模拟天然气水合物颗粒在不同流速、温度、压力、粒径条件下的分解情况，并将数据通过温度压力传感器以及扭矩传感器传输到数据处理系统并显示出来，由此得出天然气水合物与温度、压力、粒径、流速的关系曲线，分析其分解规律。
附图说明
图1是本发明天然气水合物实验用混合罐示意图。
图2为某粒径天然气水合物分解过程中压力变化曲线。
图3为某粒径天然气水合物分解过程中扭矩变化曲线。
图中零部件、部位及编号：罐体1、高压氮气瓶2、盖子3、快开连接4、电加热层5、搅拌机构6、电机7、扭矩传感器8、温度压力传感器9、数据处理系统10、显示器11、压力表12、第一气阀13、第二气阀14、减压阀15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的天然气水合物分解螺旋测试装置，包括罐体1、盖子3、加压装置、加热装置、搅拌装置、扭矩传感器8、温度压力传感器9、数据处理系统10，所述加压装置与罐体1连通，所述加热装置设置在罐体1上，所述搅拌装置设置在罐体1中，所述扭矩传感器8设置在搅拌装置上，并且扭矩传感器8与数据处理系统10连接，所述温度压力传感器9设置在罐体1中，并且温度压力传感器9与数据处理系统10连接，所述盖子3与罐体1连接。罐体1作为天然气水合物的容器使用，加压装置用来为罐体1提供压力源，加热装置用来控制罐体1内的温度，搅拌装置用来调节罐体1内水合物浆体的流速。扭矩传感器8和温度压力传感器9将测得的扭矩、温度以及压力传输给数据处理系统10进行分析处理，得出各个参数与天然气水合物分解速度的关系。
所述加压装置包括高压氮气瓶2、压力表12、输气管，所述输气管一端与高压氮气瓶2连通，另一端与罐体1连通，所述压力表12设置在输出管上。氮气输入管安装在盖子3上，通过高压氮气为罐体1内加压，提供实验所需的压力。
所述输气管上还设置有两个气阀，在两个气阀之间还设置有减压阀15。气阀用来控制气管的开闭，减压阀15用来调节罐体1内的压力。
所述搅拌装置包括电机7和搅拌机构6，所述电机7输出轴与搅拌机构6传动连接，所述扭矩传感器8安装在电机7轴上。电机7得电后带动搅拌结构动作，搅拌机构6搅动罐体1内水合物，使水合物浆体在一定速度下流动，同时产生扭矩，扭矩的大小在一定程度上可反应水合物的分解情况。
所述加热装置为电加热层，所述电加热层附着在罐体1内壁上。电加热层为水合物浆体加热，提供实验所需的不同温度。
所述罐体1与盖子3采用快开连接4。采用快开密封连接，可以方便快速地打开和关闭盖子3。
还包括显示器11，所述显示器11与数据处理系统10连接。显示器11可以将各个传感器测得的参数以及，数据分析的结果直观地展示给研究人员。
实施例：
关闭第一气阀13、第二气阀14和减压阀15，然后打开盖子3将预先制备好的一定粒径水合物颗粒倒入罐体1中，再将盖子3盖上并通过快开关紧，关闭打开第一气阀13、第二气阀14，调节减压阀15注入氮气，同时观察压力表12显示器11中的压力显示，待压力达到设定温度时关闭第二气阀14，然后对点电加热层通电，同时观察显示器11中的温度显示，待温度达到设定温度时关闭电源，此时调节电动机转速一定，启动电动机，由传感器和温度压力传感器9将数据传输至数据处理系统10进行处理并通过显示器11显示出来。
某粒径的天然气水合物分解过程中，压力和扭矩变化曲线如图2所示和图3所示。
通过分析压力和扭矩变化曲线可知不同粒径的天然气水合物颗粒在不同温度、压力、流速条件下的分解情况。

Claims (7)

1.天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：包括罐体(1)、盖子(3)、加压装置、加热装置、搅拌装置、扭矩传感器(8)、温度压力传感器(9)、数据处理系统(10)，所述加压装置与罐体(1)连通，所述加热装置设置在罐体(1)上，所述搅拌装置设置在罐体(1)中，所述扭矩传感器(8)设置在搅拌装置上，并且扭矩传感器(8)与数据处理系统(10)连接，所述温度压力传感器(9)设置在罐体(1)中，并且温度压力传感器(9)与数据处理系统(10)连接，所述盖子(3)与罐体(1)连接。
2.如权利要求1所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：所述加压装置包括高压氮气瓶(2)、压力表(12)、输气管，所述输气管一端与高压氮气瓶(2)连通，另一端与罐体(1)连通，所述压力表(12)设置在输出管上。
3.如权利要求2所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：所述输气管上还设置有两个气阀，在两个气阀之间还设置有减压阀(15)。
4.如权利要求1所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：所述搅拌装置包括电机(7)和搅拌机构(6)，所述电机(7)输出轴与搅拌机构(6)传动连接，所述扭矩传感器(8)安装在电机(7)轴上。
5.如权利要求1所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：所述加热装置为电加热层(5)，所述电加热层(5)附着在罐体(1)内壁上。
6.如权利要求1所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：所述罐体(1)与盖子(3)采用快开连接(4)。
7.如权利要求1所述的天然气水合物分解螺旋测试装置，其特征在于：还包括显示器(11)，所述显示器(11)与数据处理系统(10)连接。
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