CN112013918A - 一种测量天然气水合物开采产气量的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量天然气水合物开采产气量的方法和装置，所述方法包括将天然气水合物开采所产生的甲烷气体接入液位相对较高的罐体中；将甲烷气体置换出的水通过排水管线排入液位相对较低的罐体中，同时液位相对较低的罐体进行排气减压；当测量装置的压力达到设置的压力安全上限或液位落到设置的液位安全下限时，触发倒罐机制，上述过程为一次气排水过程，此时由于两罐体的液位较高低互换，因此两罐体的排气、排水方向互换：重复进行所述气排水过程，直至天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程；本发明对天然气水合物开采产气量安全且精确的计量，对于天然气水合物开采具有一定的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及气体流量测量领域，尤其是一种测量天然气水合物开采产气量的方法和装置。
背景技术
天然气水合物(Natural Gas Hydrates，NGH)是水分子与轻烃、CO2及H2S等气体分子在低温高压条件下组成的白色类冰状晶体(可直接燃烧，俗称可燃冰)，是一种非化学计量包络化合物。天然气水合物在世界范围内广泛分布，资源量大，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。随着人类日益增长的能源需求，传统的煤炭、石油等重度污染化石燃料已不能满足人类的需求，天然气作为最有潜力的替代品，在全球能源结构中比例不断增大。目前我国已经完成两次自然界中实际天然气水合物藏的试开采，均取得了重大的突破，在世界上处于领先地位。
天然气水合物开采实验产气流量的计量所采用的质量流量计对于气体流量的计量一直存在着误差大的问题，对实验结果产生较大的影响。迄今为止，尚未形成一种对天然气水合物开采产气量的精确与安全计量的有效装置与方法。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种测量天然气水合物开采产气量的方法和装置，实现对实验室天然气水合物开采产气量的精确计量，为天然气水合物的商业开采提供更好的指导意义。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种测量天然气水合物开采产气量的方法，所述方法用于测量装置，所述测量装置包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线和排水管线连通，两所述罐体中存有不同体积的水，所述方法包括以下步骤：
将天然气水合物开采所产生的甲烷气体接入液位相对较高的罐体中；
将甲烷气体置换出的水通过排水管线排入液位相对较低的罐体中，同时液位相对较低的罐体进行排气减压；
当测量装置的压力达到设置的压力安全上限或液位落到设置的液位安全下限时，触发倒罐机制，此时由于两罐体的液位较高低互换，因此两罐体的排气、排水方向互换，上述过程为一次气排水过程；重复进行所述气排水过程，直至天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程；
将两个罐体的气体排出，使罐体内气压平衡至大气压，根据罐体的液位变化、压力变化以及质量变化，获得排水体积V，并考虑气体的可压缩性，对排水体积V进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积V+ΔV，其中，
式中：Pi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的压力，Vi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的体积，n为倒罐次数，P'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的压力，V'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的体积，P0为标况压力，ΔV为误差体积，最终得到精确的甲烷气体体积为V+ΔV,其中V为气排水计量体积。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，进一步地，通过设置总进气电磁阀以控制甲烷气体进入排气管线，通过在罐体的进气口设置进气电磁阀以控制甲烷气体进入罐体，通过在罐体上设置放空电磁阀和放空排气管线以降低罐体内气压；通过将罐体放置在电子天平上获取罐体的质量；通过在罐体顶部的进气口上设置压力传感器获取罐体的气压。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，进一步地，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，根据罐一液位显示器和罐二液位显示器的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，根据两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，进一步地，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，罐一液位显示器和罐二液位显示器分别对应设置罐一变送器和罐二变送器，根据罐一变送器和罐二变送器传递的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，进一步地，甲烷气体将液位较高的罐体中的水，通过排水管线排入液位较低的罐体中，灌至设置的压力安全上限或液位安全下限，此时将相对较高液位罐体上方的进气电磁阀打开，相对较高液位罐体的放空电磁阀关闭，同时，关闭相对较低液位罐体上方的进气电磁阀，打开相对较低液位罐体的放空电磁阀，将相对较高液位罐体中的水排入相对较低液位罐体，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水过程。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，进一步地，天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程后，打开两个罐体的放空电磁阀，将罐体内气压平衡至大气压，然后放空电磁阀关闭。
一种测量天然气水合物开采产气量的装置，使用如上任一所述的测量天然气水合物开采产气量的方法进行，包括：气排水系统、自动控制系统、放空系统和数据采集与计量系统，
所述气排水系统包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线和排水管线连通；
所述自动控制系统包括总进气电磁阀、罐一进气电磁阀、罐一放空电磁阀、罐二进气电磁阀和罐二放空电磁阀，总进气电磁阀用于控制甲烷气体进入排气管线，罐一进气电磁阀和罐二进气电磁阀用于控制甲烷气体进入罐体；
所述放空系统包括放空排气管线，罐一放空电磁阀和罐二放空电磁阀用于控制放空排气管线排除气体降低罐体内气压；
所述数据采集与计量系统包括罐一压力传感器、罐二压力传感器、罐一液位显示器、罐二液位显示器、罐一电子天平、罐二电子天平和计量器，压力传感器设置在罐体顶部的进气口上，用于获取罐体的气压；液位显示器设置在罐体外侧，用于显示罐体的液位信息；电子天平设置在罐体底部，用于获取罐体的质量；计量器用于根据罐体的液位变化、压力变化以及质量变化获得排水体积，并考虑气体的可压缩性，对排水体积进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，进一步地，还包括甲烷排气管线，三通，四通，所述三通的一通道口接入甲烷排气管线且在甲烷排气管线上设置总进气电磁阀，所述三通的一通道口接入排气管线，所述三通的一通道与所述四通的一通道口连通且连通管道上设置有进气电磁阀，所述四通的一通道安装压力传感器，所述四通的一通道接入罐体，所述四通的一通道放空排气管线。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，进一步地，还包括罐一进水阀和罐二进水阀。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，进一步地，所述电子天平的量程上限为500千克。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
1、本发明的方法使用的测量装置简单，容易搭建，同时将每次倒罐的气体可压缩性带来的体积误差计入总体积，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积，实现天然气水合物开采产生甲烷气体总体积的安全与精确计量。
2、本发明设置了压力安全上限与液位安全下限两个倒罐触发机制，在精确计量天然气水合物开采产生的甲烷气体总体积的同时，最大地实现了安全性。(1)能根据两个水罐的液位高低自动选择进气的罐与排水的罐，有效防止误操作带来的危险排水；(2)放空电磁阀的自动打开与关闭能有效保证气排水流程的安全进行，不会因为被排水罐的憋压带来的安全隐患；(3)天然气水合物开采过程甲烷气体并非均匀释放，前期游离气释放过程甲烷气体会快速而且大量的释放，而开采末期，甲烷气体释放又会量小且缓慢，这就导致气排水过程前期不能等水排到液位安全下限再开始倒罐，因为在到达液位下限之前，水罐就会因为甲烷气体的大量输入导致压力过大引发安全事故，后期也不能根据压力上限来实现倒罐，因为甲烷气体输入缓慢，很可能在罐内水都排完的情况下，仍然没有触发倒罐流程，不利于计量的同时还带来安全隐患。所以设置了两个倒罐触发机制，不管天然气水合物开采到达哪个阶段，均能安全触发倒罐流程，保障气排水流程的安全实施与整个气体计量过程安全有序的进行。
附图说明
图1为用于本发明测量天然气水合物开采产气量的方法的测量装置；
图2为本发明的测量天然气水合物开采产气量的装置的结构示意图。
其中：1、甲烷排气管线；2、总进气电磁阀；3、三通；4、排气管线；5、罐一进气电磁阀；6、罐一放空电磁阀；7、罐一四通；8、罐一液位变送器；9、罐一液位显示器；10、罐一进水阀；11、罐一压力传感器；12、水罐一；13、罐一500kg电子天平；14、排水管线；15、罐二500kg电子天平；16、水罐二；17、罐二压力传感器；18、罐二进气电磁阀；19、罐二四通；20、罐二放空电磁阀；21、罐二液位变送器；22、罐二液位显示器；23、罐二进水阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
如附图1所示，一种测量天然气水合物开采产气量的方法，所述方法用于测量装置，所述测量装置包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线和排水管线连通，两所述罐体中存有不同体积的水，所述方法包括以下步骤：将天然气水合物开采所产生的甲烷气体接入液位相对较高的罐体中；将甲烷气体置换出的水通过排水管线排入液位相对较低的罐体中，同时液位相对较低的罐体进行排气减压；当测量装置的压力达到设置的压力安全上限或液位落到设置的液位安全下限时，触发倒罐机制，此时由于两罐体的液位较高低互换，因此两罐体的排气、排水方向互换，上述过程为一次气排水过程重复进行所述气排水过程，直至天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程。
将两个罐体的气体排出，使罐体内气压平衡至大气压，根据罐体的液位变化、压力变化以及质量变化，获得排水体积V，并考虑气体的可压缩性，对排水体积V进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积V+ΔV，其中，
式中：Pi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的压力，Vi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的体积，n为倒罐次数，P'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的压力，V'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的体积，P0为标况压力，ΔV为误差体积，最终得到精确的甲烷气体体积为V+ΔV,其中V为气排水计量体积。
进一步地，通过设置总进气电磁阀以控制甲烷气体进入排气管线，通过在罐体的进气口设置进气电磁阀以控制甲烷气体进入罐体，通过在罐体上设置放空电磁阀和放空排气管线以降低罐体内气压；通过将罐体放置在电子天平上获取罐体的质量；通过在罐体顶部的进气口上设置压力传感器获取罐体的气压。
进一步地，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，根据罐一液位显示器和罐二液位显示器的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，根据两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
进一步地，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，罐一液位显示器和罐二液位显示器分别对应设置罐一变送器和罐二变送器，根据罐一变送器和罐二变送器传递的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
进一步地，甲烷气体将液位较高的罐体中的水，通过排水管线排入液位较低的罐体中，灌至设置的压力安全上限或液位安全下限，此时将相对较高液位罐体上方的进气电磁阀打开，相对较高液位罐体的放空电磁阀关闭，同时，关闭相对较低液位罐体上方的进气电磁阀，打开相对较低液位罐体的放空电磁阀，将相对较高液位罐体中的水排入相对较低液位罐体，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水过程。
进一步地，天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程后，打开两个罐体的放空电磁阀，将罐体内气压平衡至大气压，然后放空电磁阀关闭。
本方法的测量过程如下：(1)天然气水合物开采产生的甲烷气体进入甲烷排气管道，经过总进气电磁阀，自动控制系统利用罐一液位显示器和罐二液位显示器通过罐一变送器和罐二变送器传递的液位信息，判断罐一和罐二液位高低，有选择的打开液位高的水罐上方的进气电磁阀和液位低的水罐的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位高的水罐，液位低的水罐在进水的同时不会憋压；(2)甲烷气体将液位高的罐中的水，通过排水管道排入液位低的水罐中，灌至系统设置的压力安全上限或液位安全下限，此时自动控制系统会将相对较高液位水罐上方的进气电磁阀打开，相对较高液位水罐的放空电磁阀关闭，同时，关闭相对较低液位水罐上方的进气电磁阀，打开相对较低液位水罐的放空电磁阀，将相对较高液位水罐中的水排入相对较低液位水罐，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水流程；(3)气排水流程结束，放空系统打开两个水罐的放空电磁阀，将水罐内气压平衡至大气压，然后放空电磁阀关闭；(4)数据采集与计量系统实时采集并显示两个水罐的液位变化、压力变化以及质量变化，并累加两个水罐质量的变化，计算出总的排水体积，考虑气体的可压缩性，进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积，罐体与水罐等同。
计量系统通过累加气排水过程中罐的重量变化，来计量出天然气水合物开采所产生的甲烷排出的水的总质量，换算成体积，考虑进气体的可压缩性，气排水过程中每次倒罐需要计入一次气体压缩性的体积误差，并在气排水流程结束后，计入最终进气罐上部气体空间气体的可压缩性带来的体积误差，得到准确的天然气水合物开采产生的甲烷气体总体积，具体表现为：
其中Pi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的压力，Vi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的体积，n为倒罐次数，P'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的压力，V'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的体积，P0为标况压力，ΔV为误差体积。最终得到精确的甲烷气体体积为V+ΔV,其中V为气排水计量体积。
如附图2所示，一种测量天然气水合物开采产气量的装置，使用如上任一所述的测量天然气水合物开采产气量的方法进行，包括：气排水系统、自动控制系统、放空系统和数据采集与计量系统，
所述气排水系统包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线4和排水管线14连通；甲烷排气管线1连接于罐的顶部，自上而下的往水罐内输入甲烷气体，利用甲烷气体不溶于水的特性，将罐中的水通过排水管道自下而上地输出水罐，并从水罐的罐顶运输至另一水罐顶部，自上而下的流入该水罐底部。
所述自动控制系统包括总进气电磁阀2、罐一进气电磁阀5、罐一放空电磁阀6、罐二进气电磁阀18和罐二放空电磁阀20，总进气电磁阀2用于控制甲烷气体进入排气管线4，罐一进气电磁阀5和罐二进气电磁阀18用于控制甲烷气体进入罐体；自动控制系统能有效识别进气排水时需要开关的电磁阀，保证了气排水过程顺利进行，不会因为人为操作失误带来的憋压等安全隐患，有效的保证了气排水计量流程的安全顺利进行。
所述放空系统包括放空排气管线、罐一放空电磁阀6和罐二放空电磁阀20用于控制放空排气管线排除气体降低罐体内气压；气排水过程中，进气的水罐放空电磁阀关闭，保证水的顺利排出，进水的水罐放空电磁阀打开，保证水的顺利进入与避免憋压带来的危险，气排水流程结束后需要同时打开罐一放空电磁阀6与罐二放空电磁阀20，使罐内保持与外界环境相同的气压，保证了气排水计量的精度与下一次气排水计量的安全和准确性。
所述数据采集与计量系统由罐一压力传感器11、罐二压力传感器17，罐一液位显示器9、罐二液位显示器22，罐一液位变送器8、罐二液位变送器21，罐一500kg电子天平13、罐二500kg电子天平15组成。两个压力传感器分别位于两个水罐的顶部进气口，液位显示器为浮子显示器，位于罐体外侧，两个变送器分别绑在两个液位显示器上，两个500kg电子天平分别位于两个水罐底部，压力传感器所测的罐体上部气压、液位显示器所显示的罐内液位高度和500kg电子天平所显示的罐的质量均是实时监测并传输至数据采集与计量系统，其中液位是通过与其绑在一起的变送器将液位转变成电流信号传输至数据采集与计量系统。计量系统通过累加气排水过程中罐的重量变化，来计量出天然气水合物开采所产生的甲烷排出的水的总质量，换算成体积，考虑进气体的可压缩性，气排水过程中每次倒罐需要计入一次气体压缩性的体积误差，并在气排水流程结束后，计入最终进气罐上部气体空间气体的可压缩性带来的体积误差，得到准确的天然气水合物开采产生的甲烷气体总体积，具体表现为：
其中Pi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的压力，Vi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的体积，n为倒罐次数，P'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的压力，V'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的体积，P0为标况压力，ΔV为误差体积。最终得到精确的甲烷气体体积为V+ΔV,其中V为气排水计量体积。
如上所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，进一步地，还包括甲烷排气管线1，三通3，罐一四通7、罐二四通19，所述三通3的一通道口接入甲烷排气管线1且在甲烷排气管线1上设置总进气电磁阀2，所述三通3的一通道口接入排气管线4，所述三通3的一通道与所述四通(罐一四通7/罐二四通19)的一通道口连通且连通管道上设置有进气电磁阀，所述四通(罐一四通7/罐二四通19)的一通道安装压力传感器，所述四通(罐一四通7/罐二四通19)的一通道接入罐体，所述四通(罐一四通7/罐二四通19)的一通道放空排气管线。
初始液位水罐一12低于水罐二16，首先天然气水合物开采产生的甲烷气体进入甲烷排气管线1，经过总进气电磁阀2，自动控制系统通过罐一液位显示器9和罐二液位显示器22通过罐一液位变送器8和罐二液位变送器21传递的液位信息，判断罐一和罐二液位高低，有选择的打开罐二进气电磁阀18和罐一放空电磁阀6，使得甲烷气体进入水罐二16，水罐一12在进水的同时不会憋压。然后甲烷气体将水罐二16中的水，通过排水管线14排入水罐一12中，灌至系统设置的压力安全上限或液位安全下限，此时自动控制系统会将罐一进气电磁阀5打开，罐一放空电磁阀6关闭，同时，关闭罐二进气电磁阀18，打开罐二放空电磁阀20，将水罐一12中的水排入水罐二16，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水流程。此时气排水流程结束，放空系统打开罐一放空电磁阀6和罐二放空电磁阀20，将水罐内气压平衡至大气压，然后罐一放空电磁阀6和罐二放空电磁阀20均关闭。数据采集与计量系统通过罐一液位变送器8和罐一液位变送器8实时采集并显示两个水罐的液位变化，通过罐一压力传感器11和罐二压力传感器17实时采集和显示两罐内部气体压力变化，通过罐一500kg电子天平13和罐二500kg电子天平15实时采集和显示两个水罐的质量变化，计量系统通过软件累加两个水罐质量的变化，计算出总的排水体积，最后将每次倒罐的气体可压缩性带来的体积误差计入总体积，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积，实现天然气水合物开采产生甲烷气体总体积的安全与精确计量。
进一步地，罐一液位显示器9和罐二液位显示器22为连通水罐一12和水罐二16的长液柱，罐一液位显示器9和罐二液位显示器22的底部分别对应设置有用于补充水的罐一进水阀10和罐二进水阀23。
本装置的工作过程如下：(1)首先天然气水合物开采产生的甲烷气体进入甲烷排气管线1，经过总进气电磁阀2，自动控制系统利用罐一液位显示器9和罐二液位显示器22通过罐一液位变送器8和罐二液位变送器21传递的液位信息，打开液位高的水罐上方的进气电磁阀和液位低的水罐的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位高的水罐，液位低的水罐在进水的同时不会憋压。
(2)然后甲烷气体将液位高的罐中的水，通过排水管线14排入液位低的水罐中，灌至系统设置的压力安全上限或液位安全下限，此时自动控制系统会将相对较高液位水罐上方的进气电磁阀打开，相对较高液位水罐的放空电磁阀关闭，同时，关闭相对较低液位水罐上方的进气电磁阀，打开相对较低液位水罐的放空电磁阀，将相对较高液位水罐中的水排入相对较低液位水罐，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水流程。
(3)气排水流程结束，此时放空系统打开罐一放空电磁阀6和罐二放空电磁阀20，将水罐内气压平衡至大气压，然后罐一放空电磁阀6和罐二放空电磁阀20均关闭。
(4)数据采集与计量系统通过罐一液位变送器8和罐一液位变送器8实时采集并显示两个水罐的液位变化，通过罐一压力传感器11和罐二压力传感器17实时采集和显示两罐内部气体压力变化，通过罐一500kg电子天平13和罐二500kg电子天平15实时采集和显示两个水罐的质量变化，计量系统通过软件累加两个水罐质量的变化，计算出总的排水体积，考虑气体的可压缩性，将每次倒罐的气体体积误差计入总体积，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积。
开采方法可根据需要选择降压开采或注热开采，其中，降压开采是目前主要的天然气水合物开采方法之一，是通过降低水合物层压力，使其低于水合物在该区域温度条件下相平衡压力，从而使水合物从固体分解相变产生甲烷气体的过程。降压法开采井的设计与常规油气开采相近，渗透性较好的水合物藏内压力传播很快，因此，降压法是最有潜力的经济、有效的开采方式。注热开采，又称热激发开采法，是直接对天然气水合物层进行注热或加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种测量天然气水合物开采产气量的方法，所述方法用于测量装置，所述测量装置包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线和排水管线连通，两所述罐体中存有不同体积的水，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将天然气水合物开采所产生的甲烷气体接入液位相对较高的罐体中；
将甲烷气体置换出的水通过排水管线排入液位相对较低的罐体中，同时液位相对较低的罐体进行排气减压；
当测量装置的压力达到设置的压力安全上限或液位落到设置的液位安全下限时，触发倒罐机制，此时由于两罐体的液位较高低互换，因此两罐体的排气、排水方向互换，上述过程为一次气排水过程；重复进行所述气排水过程，直至天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程；
将两个罐体的气体排出，使罐体内气压平衡至大气压，根据罐体的液位变化、压力变化以及质量变化，获得排水体积V，并考虑气体的可压缩性，对排水体积V进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积V+ΔV，其中，
式中：Pi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的压力，Vi为每次倒罐切换时通过放空阀释放出的高压气体的体积，n为倒罐次数，P'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的压力，V'为气排水流程结束时刻罐内剩余的高压气体的体积，P0为标况压力，ΔV为误差体积，最终得到精确的甲烷气体体积为V+ΔV,其中V为气排水计量体积。
2.根据权利要求1所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，其特征在于，通过设置总进气电磁阀以控制甲烷气体进入排气管线，通过在罐体的进气口设置进气电磁阀以控制甲烷气体进入罐体，通过在罐体上设置放空电磁阀和放空排气管线以降低罐体内气压；通过将罐体放置在电子天平上获取罐体的质量；通过在罐体顶部的进气口上设置压力传感器获取罐体的气压。
3.根据权利要求2所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，其特征在于，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，根据罐一液位显示器和罐二液位显示器的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，根据两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
4.根据权利要求2所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，其特征在于，在两个罐体上分别设置罐一液位显示器和罐二液位显示器，罐一液位显示器和罐二液位显示器分别对应设置罐一变送器和罐二变送器，根据罐一变送器和罐二变送器传递的液位信息，判断两个罐体的液位较高低，打开液位较高的罐体上方的进气电磁阀和液位较低的罐体的放空电磁阀，使得甲烷气体进入液位较高的罐体，液位较低的罐体在进水的同时不会憋压。
5.根据权利要求4所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，其特征在于，甲烷气体将液位较高的罐体中的水，通过排水管线排入液位较低的罐体中，灌至设置的压力安全上限或液位安全下限，此时将相对较高液位罐体上方的进气电磁阀打开，相对较高液位罐体的放空电磁阀关闭，同时，关闭相对较低液位罐体上方的进气电磁阀，打开相对较低液位罐体的放空电磁阀，将相对较高液位罐体中的水排入相对较低液位罐体，进行反向排水，如此反复，直至天然气水合物开采所产生的气体全部参与气排水过程。
6.根据权利要求2所述的测量天然气水合物开采产气量的方法，其特征在于，天然气水合物开采所产生的甲烷气体全部进行气排水过程后，打开两个罐体的放空电磁阀，将罐体内气压平衡至大气压，然后放空电磁阀关闭。
7.一种测量天然气水合物开采产气量的装置，使用如权利要求1-6任一所述的测量天然气水合物开采产气量的方法进行，包括：气排水系统、自动控制系统、放空系统和数据采集与计量系统，
所述气排水系统包括两罐体，两所述罐体分别通过排气管线和排水管线连通；
所述自动控制系统包括总进气电磁阀、罐一进气电磁阀、罐一放空电磁阀、罐二进气电磁阀和罐二放空电磁阀，总进气电磁阀用于控制甲烷气体进入排气管线，罐一进气电磁阀和罐二进气电磁阀用于控制甲烷气体进入罐体；
所述放空系统包括放空排气管线，罐一放空电磁阀和罐二放空电磁阀用于控制放空排气管线排除气体降低罐体内气压；
所述数据采集与计量系统包括罐一压力传感器、罐二压力传感器、罐一液位显示器、罐二液位显示器、罐一电子天平、罐二电子天平和计量器，压力传感器设置在罐体顶部的进气口上，用于获取罐体的气压；液位显示器设置在罐体外侧，用于显示罐体的液位信息；电子天平设置在罐体底部，用于获取罐体的质量；计量器用于根据罐体的液位变化、压力变化以及质量变化获得排水体积，并考虑气体的可压缩性，对排水体积进行误差修正，得到天然气水合物开采产生甲烷气体的总体积。
8.根据权利要求7所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，其特征在于，还包括甲烷排气管线、三通和四通，所述三通的一通道口接入甲烷排气管线且在甲烷排气管线上设置总进气电磁阀，所述三通的一通道口接入排气管线，所述三通的一通道与所述四通的一通道口连通且连通管道上设置有进气电磁阀，所述四通的一通道安装压力传感器，所述四通的一通道接入罐体，所述四通的一通道放空排气管线。
9.根据权利要求7所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，其特征在于，还包括罐一进水阀和罐二进水阀，罐一进水阀和罐二进水阀用于补充罐体内的储存水。
10.根据权利要求7所述的测量天然气水合物开采产气量的装置，其特征在于，所述电子天平的量程上限为500千克。
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