CN111456689A - 水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 - Google Patents
水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111456689A CN111456689A CN202010355954.XA CN202010355954A CN111456689A CN 111456689 A CN111456689 A CN 111456689A CN 202010355954 A CN202010355954 A CN 202010355954A CN 111456689 A CN111456689 A CN 111456689A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrate
- temperature
- simulation system
- pressure
- reaction kettle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 239000008239 natural water Substances 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 2
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- CCEKAJIANROZEO-UHFFFAOYSA-N sulfluramid Chemical group CCNS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F CCEKAJIANROZEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其中包括以下结构器材：恒温箱、供气供液及流量计量单元、反应釜，低温储罐与中间容器，整体为以下步骤：所述恒温箱是系统来提供水合物生成及储罐试验所需的温度，并模拟实际的生产作业中的环境温度，所提供的温度范围是：‑40℃—80℃，控温精度：±1℃。本工艺通过搅拌可以加速水合物的生成并观察动态环境中水合物的生成特性，通过温度和压力传感器检测生成过程中水合物所表现出的性质，通过玻璃视窗可以观察水合物的生成过程并进行拍照；通过多支温度传感器检测在水合物的分解过程中温度场的变化，以及水合物在不同压力和温度的影响下，分解过程中所表现出的不同特性。
Description
技术领域
本发明涉及水合物开发技术领域，具体为水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统。
背景技术
随着油气资源的巨大消耗，人类在21世纪后期将面临油气资源的枯竭，寻求洁净高效的新能源成为科技工作者的迫切任务，为此，近30年来，世界各国相继投入大量的资金和人力开展新能源的研究，目前，天然气水合物即被认为是一种未来的优质、洁净能源，其蕴藏量约为现有地球化石燃料(石油、天然气和煤)总碳量的2倍，它将在21世纪成为人类最重要的能源，天然气水合物作为一种潜在的能源具有广阔的前景和发展空间，对缓解人类面临的能源枯竭危机具有举足轻重的作用，因此，开发和利用天然气水合物资源势在必行。
但是，天然气水合物仅仅在低温和高压状态下才能稳定存在，同自然环境条件处于十分敏感的平衡之中，当赋存条件因种种原因(如气候变化、构造活动、地震、火山甚至人为开采等)发生变化时往往能够导致气体水合物的失稳和释放，从而有可能造成海洋地质灾害或影响全球(候变化，引发强烈的环境效应，因此，世界各国对天然气水合物的研究开发持以非常谨慎的态度，在研究它的资源前景的同时，研究它的地质灾害，防止并尽可能减少天然气水合物开发利用造成的环境影响，本方案目的在于设计一套模拟的作业系统，使其可以进行天然气水合物的生成、分解、模拟开采等测试实验，从而便于进一步研究天然气水合物在开采和使用过程中的若干问题，以更好的满足开发需求。
发明内容
本发明的目的在于提供水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其中包括以下结构器材：恒温箱、供气供液及流量计量单元、反应釜，低温储罐与中间容器，整体为以下步骤：
步骤一：所述恒温箱是系统来提供水合物生成及储罐试验所需的温度，并模拟实际的生产作业中的环境温度，所提供的温度范围是：-40℃—80℃，控温精度：±1℃；
步骤二：所述供气、供液及流量计量单元包括天然气罐、高压减压器、平流泵、压力控制单元、气体流量控制器、气体流量显示仪，供气、供液及流量计量单元用于试验过程中提供所需要的定量的天然气、水的供给，由天然气罐提供一压力的气源，经高压减压器减压后，通过气体流量控制器，由压力控制单元供给模拟系统所需的天然气，并且液体是由平流泵提供压力源，用以将液体注入系统流程；
步骤三：所述低温储罐内设置多支温度传感器，建立一个平面温度检测场，检测在水合物的分解过程中平面温度场的变化；
步骤四：开发中，在平流泵和反应釜之间设计一个中间容器，将动力液和工作液分隔开，用以向反应釜中注入各种不同的反应溶液。
步骤五：所述反应釜在注入一定量的水和天然气并达到一定的压力后，经过恒温箱调节到合适温度，即可生成水合物。
进一步，所述反应釜内设有照明及摄像装置，照明及摄像装通过光纤和玻璃视窗对反应釜内部进行照明，并用摄像头对反应釜内部的现象进行直观的观察和记录。
进一步，所述系统在模拟过程中的压力、温度、流量等信号变换成电压、电流信号，通过微机采集并保存，系统设置有可燃气体报警器装置，保证系统的安全运行。
进一步，所述低温储罐为内外两层，夹层部分抽成真空，阻止热传递，并选用不锈钢材质以保证20MPa设计压力，低温储罐使用12只温度传感器探头，在低温储罐内建立一个平面温度检测场，压力检测通过管线上的压力传感器进行采集。
进一步，所述系统采用磁力搅拌与反应釜配合，通过变频器控制电机的旋转速度，通过磁力耦合器将电机轴的转动传递给反应釜内的叶轮。
与现有技术相比，本发明技术方案带来的改善效果是：
本工艺通过设计水合物的开发模拟以及驱替模拟系统，本套系统在反应釜内生成水合物，通过搅拌可以加速水合物的生成并观察动态环境中水合物的生成特性，通过温度和压力传感器检测生成过程中水合物所表现出的性质，通过玻璃视窗可以观察水合物的生成过程并进行拍照；将水合物放入低温储罐中，通过多支温度传感器检测在水合物的分解过程中温度场的变化，以及水合物在不同压力和温度的影响下，分解过程中所表现出的不同特性，不同量程的压力传感器的切换为确保测量精度，可根据驱替压力大小选择不同量程的压力传感器来测量，驱替模拟系统容器、模型及相应的管阀件安装在恒温箱内，使它们在恒定的空气浴条件下模拟地层温度条件进行各种实验，驱替模拟系统采用自动和手动溶为一体的方法，使操作简单而快捷，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明的水合物开合模拟系统示意图；
图2为本发明的反应釜的结构示意图；
图3为本发明的低温储罐的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供的实施例：水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其中包括以下结构器材：恒温箱、供气供液及流量计量单元、反应釜，低温储罐与中间容器，整体为以下步骤：
步骤一：所述恒温箱是系统来提供水合物生成及储罐试验所需的温度，并模拟实际的生产作业中的环境温度，所提供的温度范围是：-40℃—80℃，控温精度：±1℃；
步骤二：所述供气、供液及流量计量单元包括天然气罐、高压减压器、平流泵、压力控制单元、气体流量控制器、气体流量显示仪，供气、供液及流量计量单元用于试验过程中提供所需要的定量的天然气、水的供给，由天然气罐提供一压力的气源，经高压减压器减压后，通过气体流量控制器，由压力控制单元供给模拟系统所需的天然气，并且液体是由平流泵提供压力源，用以将液体注入系统流程；
步骤三：所述低温储罐内设置多支温度传感器，建立一个平面温度检测场，检测在水合物的分解过程中平面温度场的变化，低温储罐的用途，主要是检测天然气水合物在不同压力和温度的环境中的分解特性及模拟降压开采和升温开采过程，使用一根中空的钢管，插入天然(水合物中，既作为温度传感器的引出线的穿管，又可模拟一口开采井，水合物分解的气体通过这只钢管释放出去，用来模拟天然气水合物的开采过程，将低温储罐设计为内外两层结构，夹层部分抽成真空，阻止热传递；并选用不锈钢材质以保证20MPa的设计压力；使用12只温度传感器探头，在低温储罐内建立一个平面温度检测场，以观测水合物分解过程中距离井口不同距离的观测点的温度变化；压力检测通过管线上的压力传感器进行采集；
步骤四：开发中，经常用到各种不同的溶液来生成水合物以观察水合物在不同溶液中的生成和分解性质，而平流泵的工作介质只能是蒸馏水或煤油、酒精等纯净物质，所以在平流泵和反应釜之间设计一个中间容器，将动力液(蒸馏水)和工作液(各种溶液)分隔开，用以向反应釜中注入各种不同的反应溶液，中间容器的材质选用不锈钢，活塞的材质选用聚四氟Z烯，两边设计有快速接头座，方便连接管线和更换溶液时拆卸。
步骤五：所述反应釜在注入一定量的水和天然气并达到一定的压力后，经过恒温箱调节到合适温度，即可生成水合物，反应釜内设有照明及摄像装置，照明及摄像装通过光纤和玻璃视窗对反应釜内部进行照明，并用摄像头对反应釜内部的现象进行直观的观察和记录，反应釜是密闭容器，需要有光源射入才可以采集到清晰的图像，在反应釜侧面的相对位置，开设两个直径100mm的圆孔，镶嵌上钢化玻璃，其中一个圆孔用以平行光源的射入，安装一台摄像头采集反应釜中的图像，相对位置的另一个圆孔可用普通观察。
数字摄像头采用COMS彩色数字图像传感器，型号为DH-HV2001UC，分辨率:1600*1200，采集速度:10帧/每秒，USB2.0接口，另外，为了采集更清晰的图像，配备了调焦镜头，型号:SSV5533，调节焦距:5.5mm～33mm，图像采集是通过摄像头自身携带的软件实现的，因为实验持续时间很长，图像采集的数据量较大,而水合物的生成过程和分解过程相对集中,所以图像没必要连续采集,操作时只采集需要的图像并保存即可，因为图像采集在反应釜内部，并通过照明来采集图像,而照明的光源是通过光纤传导到反应釜内部的，因为光源的亮度较高且照明端温度也很高，所以要避免照明光源长时间开启。在需要图像采集时开启照明，完毕后随时关闭，因为恒温箱的温度是逐步降低到3摄氏度左右，所以会在反应釜玻璃视窗的外壁上形成凝雾，导致图像看不清楚，可以在安装时用生料带将摄像头和照明头缠好并紧密安装在视窗口内，使得外部雾气进入不到玻璃侧，从而保证图像的清晰。
实施例2，水合物驱替模拟系统。
仪器的结构组成：主要结构分为以下几个系统:驱替系统、模型系统、环压系统、流程管汇系统、油水计量系统、回压控制系统、数据采集和微机测控系统。
一、驱替系统
注入驱替系统由恒速泵、储液中间容器组成。恒速泵:为试验提供动力源，选用连续无脉冲循环，能恒速、恒压工作的双缸泵，该泵计量准确、精度高，最高工作压力50MPa，流速0.01-30mL/min，具有压力保护及位置上下限保护，泵头材料采用316L，具有抽吸、排液、预增压功能，换向阀采用电磁控制气动阀，泵腔容积小，静置时间短，该泵配置通讯口，可由计算机进行操作，也可人工操作。
活塞容器:为试验提供循环流体或驱替流体，主体材料为316L，抗腐蚀、耐高温，容器内采用活塞杆结构，活塞部分采用组合形式，密封圈松紧可调，可根据需要调至最佳状态，既密封又使摩擦阻力最小，这样活塞起动压力可达到最小，杆端伸出容器外，可通过测量杆端位移(位移传感器)，来自动计量、检测活塞位置及变化量，容器内液面还可以根据恒速泵的累积流量、容器内装介质的多少、容积尺寸等参数由计算机在驱替流程中的容器上用介质逐渐减少形象的表示出来,当驱替到所装介质一定的百分比后，可自动切断恒速泵电源，为保证试验的温度条件，将容器置于容器恒温箱内，规格1000mI/40MPa，数量3只，316L材料；
二、模型系统：由岩心夹持器、长管模型等组成，夹持器采用既能耐温又能耐酸的不锈钢材质制作。规格为φ25X(25-80)mm，温度为150℃
该型号的夹持器结构形式具有以下特点:
(1)、由于采用外螺纹结构形式，使其具有体积小、重量轻，死体积小，拆卸方便，实用性强，耐压高等特点。
(2)、采用了端面密封结构形式，使其具有了拆装封头及岩心的方便,换胶皮筒或0形圈时无需用拆卸手柄即可旋下压帽，移开封头，常规情况下换岩心时压帽及封头均无须拆卸，只须旋出调节螺母，用专用工具退出岩心即可。
(3)、调节螺母也作了改进，在右调节螺母与右封头连接螺纹上采用了花瓣形连接形式，即将连接螺纹加工成间断螺纹，调节螺母塞进封头里时可根据需要确定下位置后旋转一定角度(旋转时有限位杆)，使右调节螺母螺纹保留处，处于封头螺纹保留处时，右调节螺母即己装好，需卸下右调节螺母时反向旋一下即可取出。
长模型管：又称作一维管状模型(长度和直径比一般控制在40以内)，其规格为φ25X1000，填砂管模型内孔壁沿长度方向采用特殊的打毛工艺进行边界封闭，防止流体沿边界串流，在进、出口及测压孔上都安装有过滤网，防止砂子外漏堵塞管道，为了对水驱、聚合物驱和交联体系作出评价，通过观察填砂管沿长的压降非常重要，因此在填砂管上设置多个测温点，通过温度测试，可以监测驱替过程中集油带的运移。
三、流程管汇系统
1、电磁阀、气动阀：主要用于活塞容器间的切换、高低压传感器间的切换、夹持器正反驱的切换。气动阀的型号为CV210，该阀具有切换性能好、切换快速、耐高压、密封性能好等优点，主体材料采用316L，耐腐性能也很好，它主要是靠气源压力来控制其打开和关闭，气源压力为0.4-0.8MPa.气动阀的开关是由计算机来控制电磁阀组的通断，从而控制气动阀正反方向的气源及正反方向的放空，以达到控制气动阀开关的目的。
2、手动控制阀
手动控制阀采用了最新研制的结构形式，该结构形式具有以下特点:
(1)、上下升降调节螺杆与阀杆采用分体式结构，它们之间的连接是通过挤压铆接结构形式，当调节升降螺杆时阀杆不会跟着转，这样对阀杆锥面起保护作用。
(2)、下阀座与阀体是分开的，这样便于加工和更换。
(3)、阀门接口采用新接口，密封可靠。
(4)、阀门下部留有拆卸口，便于更换密封填料。
(5)、阀杆采用了特殊材料，锥面还进行了渗氮处理，既提高了强度，又增强了耐腐性能。
3、管线:管线采用316L材料，管路流程的连接结构紧凑，管线折弯美观大方，拆卸方便。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其中包括以下结构器材：恒温箱、供气供液及流量计量单元、反应釜，低温储罐与中间容器，整体为以下步骤：
步骤一：所述恒温箱是系统来提供水合物生成及储罐试验所需的温度，并模拟实际的生产作业中的环境温度，所提供的温度范围是：-40℃—80℃，控温精度：±1℃；
步骤二：所述供气、供液及流量计量单元包括天然气罐、高压减压器、平流泵、压力控制单元、气体流量控制器、气体流量显示仪，供气、供液及流量计量单元用于试验过程中提供所需要的定量的天然气、水的供给，由天然气罐提供一压力的气源，经高压减压器减压后，通过气体流量控制器，由压力控制单元供给模拟系统所需的天然气，并且液体是由平流泵提供压力源，用以将液体注入系统流程；
步骤三：所述低温储罐内设置多支温度传感器，建立一个平面温度检测场，检测在水合物的分解过程中平面温度场的变化；
步骤四：开发中，在平流泵和反应釜之间设计一个中间容器，将动力液和工作液分隔开，用以向反应釜中注入各种不同的反应溶液。
步骤五：所述反应釜在注入一定量的水和天然气并达到一定的压力后，经过恒温箱调节到合适温度，即可生成水合物。
2.根据权利要求1所述的水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其特征在于：所述反应釜内设有照明及摄像装置，照明及摄像装通过光纤和玻璃视窗对反应釜内部进行照明，并用摄像头对反应釜内部的现象进行直观的观察和记录。
3.根据权利要求1所述的水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其特征在于：所述系统在模拟过程中的压力、温度、流量等信号变换成电压、电流信号，通过微机采集并保存，系统设置有可燃气体报警器装置。
4.根据权利要求1所述的水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其特征在于：所述低温储罐为内外两层，夹层部分抽成真空，阻止热传递，并选用不锈钢材质以保证20MPa设计压力，低温储罐使用12只温度传感器探头，在低温储罐内建立一个平面温度检测场，压力检测通过管线上的压力传感器进行采集。
5.根据权利要求1所述的水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统，其特征在于：所述系统采用磁力搅拌与反应釜配合，通过变频器控制电机的旋转速度，通过磁力耦合器将电机轴的转动传递给反应釜内的叶轮。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010355954.XA CN111456689A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010355954.XA CN111456689A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111456689A true CN111456689A (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=71676464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010355954.XA Pending CN111456689A (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111456689A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111980694A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种实验用驱替介质自动控制装置 |
| CN112031745A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-12-04 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种用于观察天然气水合物生成特性的装置及方法 |
| CN112709552A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-04-27 | 青岛海洋地质研究所 | 基于水合物法开发海洋天然气水合物系统的装置及方法 |
| CN114428165A (zh) * | 2020-09-23 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 岩心驱替实验用中间容器及系统 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1762565A (zh) * | 2005-09-20 | 2006-04-26 | 南京工业大学 | 天然气水合物模拟合成与分解成套设备系统及反应釜 |
| CN102507871A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置 |
| CN103645285A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-19 | 中国海洋石油总公司 | 一种可视化天然气水合物模拟试验装置及方法 |
| CN104453794A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 中国科学院广州能源研究所 | 天然气水合物开采全过程模拟实验系统及模拟方法 |
| US9598936B1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-03-21 | China University Of Petroleum (East China) | Apparatus and method for monitoring hydrate decomposition area under different drilling and production processes |
| CN107575222A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-01-12 | 大庆东油睿佳石油科技有限公司 | 一种模拟平行水平井化学驱开采天然气水合物的装置 |
| CN107842360A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-27 | 大庆东油睿佳石油科技有限公司 | 一种模拟天然气水合物平行水平井混相驱开采的装置 |
| CN109115984A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-01 | 西南石油大学 | 海洋非成岩水合物固态流化开采分解特征测试装置及方法 |
| CN110389126A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-29 | 青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心 | 水合物生成分解可视化反应系统及记忆效应评价方法 |
-
2020
- 2020-04-29 CN CN202010355954.XA patent/CN111456689A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1762565A (zh) * | 2005-09-20 | 2006-04-26 | 南京工业大学 | 天然气水合物模拟合成与分解成套设备系统及反应釜 |
| CN102507871A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置 |
| CN103645285A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-19 | 中国海洋石油总公司 | 一种可视化天然气水合物模拟试验装置及方法 |
| CN104453794A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-03-25 | 中国科学院广州能源研究所 | 天然气水合物开采全过程模拟实验系统及模拟方法 |
| US20160357888A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-12-08 | Guangzhou Institute Of Energy Conversion, Chinese Academy Of Sciences | Simulation experiment system and simulation method of entire natural gas hydrate exploitation process |
| US9598936B1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-03-21 | China University Of Petroleum (East China) | Apparatus and method for monitoring hydrate decomposition area under different drilling and production processes |
| CN107575222A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-01-12 | 大庆东油睿佳石油科技有限公司 | 一种模拟平行水平井化学驱开采天然气水合物的装置 |
| CN107842360A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-27 | 大庆东油睿佳石油科技有限公司 | 一种模拟天然气水合物平行水平井混相驱开采的装置 |
| CN109115984A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-01 | 西南石油大学 | 海洋非成岩水合物固态流化开采分解特征测试装置及方法 |
| CN110389126A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-10-29 | 青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心 | 水合物生成分解可视化反应系统及记忆效应评价方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 梁学进: "天然气水合物开采模拟实验方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科学辑》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112031745A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-12-04 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种用于观察天然气水合物生成特性的装置及方法 |
| CN111980694A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种实验用驱替介质自动控制装置 |
| CN114428165A (zh) * | 2020-09-23 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 岩心驱替实验用中间容器及系统 |
| CN114428165B (zh) * | 2020-09-23 | 2024-05-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 岩心驱替实验用中间容器及系统 |
| CN112709552A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-04-27 | 青岛海洋地质研究所 | 基于水合物法开发海洋天然气水合物系统的装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111456689A (zh) | 水合物开发模拟系统及水合物驱替模拟系统 | |
| CN109372499B (zh) | 一种地质储层径向流模拟系统 | |
| CN109341760B (zh) | 一种应用于研究水合物堵塞的全可视化循环管路系统 | |
| CN109236243B (zh) | 三维综合性储层水合物模拟分析系统及分析方法 | |
| WO2020000557A1 (zh) | 基于岩溶管道介质特征反演的室内示踪试验系统 | |
| WO2022148193A1 (zh) | 模拟高温高压下流体驱替的微观可视化实验装置及方法 | |
| CN205643176U (zh) | 一种开采井管中水合物二次生成风险评估的可视化装置 | |
| CN112858628A (zh) | 一种模拟高温高压条件下流体驱替的微观可视化实验装置 | |
| CN108894772A (zh) | 一种高温高压可视化井筒气液流态模拟实验装置及方法 | |
| CN109557252B (zh) | 一种综合性水合物模拟系统 | |
| CN106644428A (zh) | 深海活动组件的测试方法和装置 | |
| CN113324889B (zh) | 一种评价页岩油原位热解开采驱替效率的装置及测试方法 | |
| CN107067867A (zh) | 一种煤层气排采职业考核模拟系统及方法 | |
| CN105222986A (zh) | 一种可视化液液两相流环道实验装置 | |
| CN112083141A (zh) | 水泥浆/钻井液水化热影响天然气水合物稳定性测试装置 | |
| CN114061649B (zh) | 地下水水质水位同步自动化快速在线监测设备 | |
| CN109653729B (zh) | 一种井筒组件微泄漏循环密封模拟检测装置及方法 | |
| CN110456022A (zh) | 一种动态监测煤储层敏感性和排采控制模拟试验系统 | |
| CN201991522U (zh) | 活塞压力传感器 | |
| CN104963663B (zh) | 大液量恒压驱替室内物理模拟实验装置 | |
| CN208505789U (zh) | 一种智能电动试压仪 | |
| CN113654477B (zh) | 一种煤体变形测试装置、测试系统及测试方法 | |
| CN207701124U (zh) | 一种水平井aicd智能控水筛管性能试验系统 | |
| CN214346293U (zh) | 一种天然气水合物原位合成与分解的三轴压力室装置 | |
| CN210465200U (zh) | 泡沫油流体特性监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200728 |