CN114814156A - 一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，包括分离筒，在所述分离筒的端部密封连接有用于将天然气水合物分解以得到气体和液体的解离机构，且在所述分离筒内安装有用于将所述气体和液体进行分离的分离机构，本发明可通过循环滤导机构，实现对液体导流和滤孔调控操作，避免出现滤孔被堵塞的情况，其实施时，先通过单元隔离机构将气体和液体分隔为多个单元，以使过滤效果更高，之后循环滤导机构便可针对性的滤下每个单元内的液体并引导液体掉落至分离筒底部，以进行滤孔初步防堵操作，之后可引导滤除液体后的气体回流以实现调控循环滤导机构过滤出液体直径，使得滤孔防堵塞效果更好。

Description

一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置

技术领域

本发明涉及可燃冰演化模拟技术领域，具体涉及一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置。

背景技术

天然气水合物即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“汽冰”，化学式为CH₄·nH₂O。天然气水合物常见于深海沉积物或陆上永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。

为了知晓天然气水合物的演变规律便需要对水合物逆相变形进行模拟，而在模拟时较为重要的机构之一便是将天然气和水分离的分离装置，现有技术中的分离装置在分离天然气和水时需要借助过滤装置将气体中的水滤下，以使气体的分离更彻底，但过滤装置在过滤水的过程中，水会聚集在过滤装置上，堵塞过滤装置并降低气体排出速度，导致过滤装置的过滤效果受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，以解决现有技术中水会聚集在过滤装置上，堵塞过滤装置并降低气体排出速度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，包括分离筒，在所述分离筒的端部密封连接有用于将天然气水合物分解以得到气体和液体的解离机构，且在所述分离筒内安装有用于将所述气体和液体进行分离的分离机构；

所述分离机构包括循环滤导机构以及连接在所述分离筒内且用于接收所述解离机构送入的所述气体和液体并被所述气体和液体带动旋转的单元隔离机构，所述循环滤导机构套设在所述单元隔离机构的外侧且与所述分离筒内壁直接连接，且所述单元隔离机构还用于将所述气体和液体分隔为多个单元，所述循环滤导机构用于滤下每个所述单元内的所述液体并引导所述液体掉落至所述分离筒底部，以及用于引导滤除所述液体后的所述气体回流以实现调控所述循环滤导机构过滤出所述液体直径。

作为本发明的一种优选方案，所述循环滤导机构包括套设在所述单元隔离机构外侧且与所述分离筒内壁连接并用于滤除所述液体的引导滤罩，在所述引导滤罩上连接有贯穿所述分离筒至外侧且用于引导所述气体排出的循环回流管，且在所述引导滤罩上设有与所述循环回流管连通且用于调控所述引导滤罩滤除所述液体直径的调控罩。

作为本发明的一种优选方案，所述引导滤罩包括安装在所述分离筒内壁的滤罩体以及安装在所述滤罩体外侧且与所述分离筒内壁密封连接的封堵罩，在所述滤罩体的内侧壁开设有多个纵截面呈“V”字形结构且用于滤除所述液体并排出所述气体的过滤孔，且在所述滤罩体的内壁安装有用于引导所述过滤孔滤除的所述液体掉落至所述分离筒底部的引导斜片，所述滤罩体的外壁开设有调控卡槽，在所述调控卡槽内滑动连接有调控条。

作为本发明的一种优选方案，所述调控条包括位于所述调控卡槽内且与所述调控罩连接的滑动条，在所述滑动条上安装有多个过滤棉条，所述过滤棉条靠近滤罩体的一侧安装有辅助片，所述过滤孔的内壁开设有用于卡住所述辅助片的卡片槽。

作为本发明的一种优选方案，所述过滤棉条包括安装在所述滑动条侧壁的棉块，在所述棉块的外侧套设有与所述滑动条侧壁连接的定型胶条，所述定型胶条上开设有挤台嵌槽，所述调控卡槽的内侧壁安装有用于嵌入所述挤台嵌槽以实现挤压所述定型胶条的挤压台。

作为本发明的一种优选方案，所述循环回流管包括一端与所述封堵罩密封连接的排出管，所述排出管远离所述封堵罩的一端内壁安装有限流片，且所述排出管的侧壁安装有回流套，在所述回流套内转动连接有间歇堵气柱，且在所述回流套上安装有与所述调控罩连通的回流柱。

作为本发明的一种优选方案，所述调控罩包括安装在所述滤罩体表面的充气罩体，在所述充气罩体内安装有与所述回流柱连通的充气囊，所述充气囊的表面安装有贯穿所述充气罩体且与所述滑动条连接的推动块，在所述推动块上安装有与所述充气罩体内壁连接的推回簧。

作为本发明的一种优选方案，所述单元隔离机构包括安装在所述分离筒内壁的旋转套以及与所述旋转套连接且与所述解离机构连通的转动柱，在所述转动柱内安装有用于被气体推动旋转的转动扇叶，且在所述转动柱的侧壁安装有多个散气盘，所述散气盘的侧壁开设有多个倾斜气孔组，且在所述散气盘的外侧壁安装有倾斜导片，在所述转动柱的侧壁连接有多个用于将相邻所述散气盘隔开的隔气盘。

作为本发明的一种优选方案，所述间歇堵气柱包括连接在所述回流套内的旋转柱，所述旋转柱的侧壁开设有导气槽，所述导气槽内安装有气冲片。

作为本发明的一种优选方案，所述封堵罩的内壁与所述过滤孔对应位置处安装有用于引导气体冲击所述调控卡槽的辅助引流块，所述辅助引流块由两个纵截面呈“C”字形结构的引块组成。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明可通过循环滤导机构，实现对液体导流和滤孔调控操作，避免出现滤孔被堵塞的情况，其实施时，先通过单元隔离机构将气体和液体分隔为多个单元，以使过滤效果更高，之后循环滤导机构便可针对性的滤下每个单元内的液体并引导液体掉落至分离筒底部，以进行滤孔初步防堵操作，之后可引导滤除液体后的气体回流以实现调控循环滤导机构过滤出液体直径，使得滤孔防堵塞效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例的单元隔离机构侧视纵截面结构示意图；

图2为本发明实施例的整体结构示意图；

图3为本发明实施例的循环回流管结构示意图；

图4为本发明实施例的引导滤罩俯视图。

图中的标号分别表示如下：

1-分离筒；2-解离机构；3-分离机构；4-循环滤导机构；5-单元隔离机构；6-调控条；

401-引导滤罩；402-循环回流管；403-调控罩；

4011-滤罩体；4012-封堵罩；4013-过滤孔；4014-引导斜片；4015-调控卡槽；4016-引块；4017-辅助引流块；

4021-排出管；4022-限流片；4023-间歇堵气柱；4024-回流套；4025-回流柱；4026-旋转柱；4027-导气槽；4028-气冲片；

4031-充气罩体；4032-充气囊；4033-推动块；

501-旋转套；502-转动柱；503-转动扇叶；504-散气盘；505-倾斜气孔组；506-倾斜导片；507-隔气盘；

601-滑动条；602-过滤棉条；603-辅助片；604-卡片槽；

6021-棉块；6022-定型胶条；6023-挤台嵌槽；6024-挤压台。

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。

如图1所示，本发明提供了一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，包括分离筒1，在分离筒1的端部密封连接有用于将天然气水合物分解以得到气体和液体的解离机构2，且在分离筒1内安装有用于将气体和液体进行分离的分离机构3；

分离机构3包括循环滤导机构4以及连接在分离筒1内且用于接收解离机构2送入的气体和液体并被气体和液体带动旋转的单元隔离机构5，循环滤导机构4套设在单元隔离机构5的外侧且与分离筒1内壁直接连接，且单元隔离机构5还用于将气体和液体分隔为多个单元，循环滤导机构4用于滤下每个单元内的液体并引导液体掉落至分离筒1底部，以及用于引导滤除液体后的气体回流以实现调控循环滤导机构4过滤出液体直径。

该装置可实现在气液分离或过滤时，引导滤液流走而不是堵塞滤孔的操作，其实施时，直接将气体和液体导入单元隔离机构5内，此时单元隔离机构5可将注入的液体分隔为多个单元，以使分离（过滤）效果更好，之后循环滤导机构4便可针对各个单元进行分离过滤，然后过滤下来的液体可直接被引导至分离筒4底部，而不会积聚在过滤孔处影响过滤孔的直径，同时还可引导过滤后的部分气体回流以实现调控循环滤导机构4过滤出液体直径。

如图1和图2所示，循环滤导机构4包括套设在单元隔离机构5外侧且与分离筒1内壁连接并用于滤除液体的引导滤罩401，在引导滤罩401上连接有贯穿分离筒1至外侧且用于引导气体排出的循环回流管402，且在引导滤罩401上设有与循环回流管402连通且用于调控引导滤罩401滤除液体直径的调控罩403。

为了实现导液和回流气体的操作，其实施时，一旦每个单元的气体通过引导滤罩401时可直接被滤除液体，之后循环回流管402可引导过滤后的气体排出，同时在排出过程中还可引导部分气体回流进入调控罩403内以调控引导滤罩401滤除液体直径，即进一步排出积聚的液体，使得过滤效果不受影响。

如图1和图2所示，引导滤罩401包括安装在分离筒1内壁的滤罩体4011以及安装在滤罩体4011外侧且与分离筒1内壁密封连接的封堵罩4012，在滤罩体4011的内侧壁开设有多个纵截面呈“V”字形结构且用于滤除液体并排出气体的过滤孔4013，且在滤罩体4011的内壁安装有用于引导过滤孔4013滤除的液体掉落至分离筒1底部的引导斜片4014，滤罩体4011的外壁开设有调控卡槽4015，在调控卡槽4015内滑动连接有调控条6。

为了实现过滤气体并导走液体的操作，其实施时，一旦气体通过单元隔离机构5排出，便会逐渐沿着滤罩体4011上的过滤孔4013流动排出（在流动过程中过滤孔4013可滤除液体，且为了使过滤效果更好可在过滤孔4013内塞入滤网片），此时滤出的气体可直接被封堵罩4012挡住，即只能在封堵罩4012与滤罩体4011之间区域流动并逐渐进入循环回流管402内，而积聚在过滤孔4013处的液体会沿着倒“V”字形结构的内壁流动并滴落到引导斜片4014的斜面上，如此便实现了引导液体流走的操作，使得过滤孔4013不会出现堵塞现象，而当气体回流时，调控条6会被调控罩403带动影响较小进一步防堵塞情况。

如图2和图3所示，循环回流管402包括一端与封堵罩4012密封连接的排出管4021，排出管4021远离封堵罩4012的一端内壁安装有限流片4022，且排出管4021的侧壁安装有回流套4024，在回流套4024内转动连接有间歇堵气柱4023，且在回流套4024上安装有与调控罩403连通的回流柱4025。

为了实现气体的回流，其实施时，一旦气体在封堵罩4012与滤罩体4011之间流动，会直接进入排出管4021内，之后经过限流片4022限流再流出，因限流片4022的存在，故在排出管4021流动时，气体流速较快，但排出流量较小，此时气体会推动间歇堵气柱4023使得间歇堵气柱4023绕回流套4024内转动，之后气体会间歇性的流动至回流柱4025内，然后再通过回流柱4025进入调控罩403，以实现气体间歇性的送出和回流，使得气液分离效果不受影响（即若气体持续性回流会使得气液分离效果（液体过滤效果）降低）。

如图2和图4所示，调控罩403包括安装在滤罩体4011表面的充气罩体4031，在充气罩体4031内安装有与回流柱4025连通的充气囊4032，充气囊4032的表面安装有贯穿充气罩体4031且与滑动条601连接的推动块4033，在推动块4033上安装有与充气罩体4031内壁连接的推回簧。

为了实现带动调控条6活动的操作，其实施时，一旦气体通过回流柱4025进入充气囊4032后，会逐渐膨胀充气囊4032使得充气囊4032胀大，而当充气囊4032胀大后会推动推动块4033活动并推着滑动条601沿调控卡槽4015活动，之后，活动的滑动条601在活动时，可进行提升气液分离效果的操作，而胀大的充气囊4032还会挤压推回簧使得充气囊4032存在复位的能力，即气体不回流时，推回簧会推动充气囊4032复位压缩，之后被压缩的充气囊4032可进行气体排出，同时滑动条601会被带动复位（即可在充气囊4032上设置通孔，使得充气囊4032被压缩后可进行排放操作）。

如图2、图1和图4所示，调控条6包括位于调控卡槽4015内且与调控罩403连接的滑动条601，在滑动条601上安装有多个过滤棉条602，过滤棉条602靠近滤罩体4011的一侧安装有辅助片603，过滤孔4013的内壁开设有用于卡住辅助片603的卡片槽604。

为了实现进一步防堵塞操作，其实施时，一旦滑动条601沿着调控卡槽4015滑动，之后，辅助片603会被滑动条601带动从而在卡片槽604内活动，此时卡片槽604会增大过滤孔4013的尺寸使得过滤孔4013内的液体被排出，而当滑动条601被充气囊4032和推动块4033带动复位时，辅助片603也会滑入卡片槽604，使得过滤孔4013可继续进行过滤操作。

如图4所示，过滤棉条602包括安装在滑动条601侧壁的棉块6021，在棉块6021的外侧套设有与滑动条601侧壁连接的定型胶条6022，定型胶条6022上开设有挤台嵌槽6023，调控卡槽4015的内侧壁安装有用于嵌入挤台嵌槽6023以实现挤压定型胶条6022的挤压台6024。

为了实现辅助气体和液体的过滤操作，其实施时，一旦气体和液体通过过滤孔4013后，被初次过滤的气体可进入棉块6021，此时棉块6021可使得气体和液体被充分过滤，之后，当滑动条601活动时，会带着定型胶条6022和棉块6021一起活动，而在活动的过程中，挤压台6024可挤压定型胶条6022，使得棉块6021内的液体被挤出，以使棉块6021在吸满水后依旧可进行后续的过滤操作。

如图1和图2所示，单元隔离机构5包括安装在分离筒1内壁的旋转套501以及与旋转套501连接且与解离机构2连通的转动柱502，在转动柱502内安装有用于被气体推动旋转的转动扇叶503，且在转动柱502的侧壁安装有多个散气盘504，散气盘504的侧壁开设有多个倾斜气孔组505，且在散气盘504的外侧壁安装有倾斜导片506，在转动柱502的侧壁连接有多个用于将相邻散气盘504隔开的隔气盘507。

为了实现对气体和液体的充分滤除，其实施时，一旦气体通过解离机构2注入转动柱502内，此时进入转动柱502内的气体会带动转动扇叶503旋转（旋转的前提下需要使注入的气体速度较快，可采用增压泵等方式实现），之后，旋转的转动扇叶503会带动转动柱502旋转，之后旋转的转动柱502会带动散气盘504转动，此时，倾斜气孔组505会将气体导出，并通过倾斜导片506使气体朝引导斜片4014活动并进入过滤孔4013内，而隔气盘507的存在是为了使通过多个散气盘504的气体和液体被分隔开，而不会聚集在一起，如此设置可使液体过滤更充分。

如图3所示，间歇堵气柱4023包括连接在回流套4024内的旋转柱4026，旋转柱4026的侧壁开设有导气槽4027，导气槽4027内安装有气冲片4028。

当气体在排出管4021活动时，会先推动气冲片4028，使得气冲片4028活动，之后活动的气冲片4028会带动旋转柱4026活动，使得气体进入回流套4024和回流柱4025内，但因气冲片4028是安装在导气槽4027内的，故当旋转柱4026转动至导气槽4027不对准回流柱4025时，此时气体不会回流但气冲片4028还是会被气体推动，使得旋转柱4026可继续转动，之后还会进行气体回流的操作。

如图1和图2所示，封堵罩4012的内壁与过滤孔4013对应位置处安装有用于引导气体冲击调控卡槽4015的辅助引流块4017，辅助引流块4017由两个纵截面呈“C”字形结构的引块4016组成。

当气体通过过滤孔4013排出时，会直接进入呈“C”字形结构的引块4016内，同时气体也会沿着引块4016内壁流动对准调控卡槽4015进行冲击，使得过滤孔4013内的液体流出速度更快。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

包括分离筒（1），在所述分离筒（1）的端部密封连接有用于将天然气水合物分解以得到气体和液体的解离机构（2），且在所述分离筒（1）内安装有用于将所述气体和液体进行分离的分离机构（3）；

所述分离机构（3）包括循环滤导机构（4）以及连接在所述分离筒（1）内且用于接收所述解离机构（2）送入的所述气体和液体并被所述气体和液体带动旋转的单元隔离机构（5），所述循环滤导机构（4）套设在所述单元隔离机构（5）的外侧且与所述分离筒（1）内壁直接连接，且所述单元隔离机构（5）还用于将所述气体和液体分隔为多个单元，所述循环滤导机构（4）用于滤下每个所述单元内的所述液体并引导所述液体掉落至所述分离筒（1）底部，以及用于引导滤除所述液体后的所述气体回流以实现调控所述循环滤导机构（4）过滤出所述液体直径。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述循环滤导机构（4）包括套设在所述单元隔离机构（5）外侧且与所述分离筒（1）内壁连接并用于滤除所述液体的引导滤罩（401），在所述引导滤罩（401）上连接有贯穿所述分离筒（1）至外侧且用于引导所述气体排出的循环回流管（402），且在所述引导滤罩（401）上设有与所述循环回流管（402）连通且用于调控所述引导滤罩（401）滤除所述液体直径的调控罩（403）。

3.根据权利要求2所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述引导滤罩（401）包括安装在所述分离筒（1）内壁的滤罩体（4011）以及安装在所述滤罩体（4011）外侧且与所述分离筒（1）内壁密封连接的封堵罩（4012），在所述滤罩体（4011）的内侧壁开设有多个纵截面呈“V”字形结构且用于滤除所述液体并排出所述气体的过滤孔（4013），且在所述滤罩体（4011）的内壁安装有用于引导所述过滤孔（4013）滤除的所述液体掉落至所述分离筒（1）底部的引导斜片（4014），所述滤罩体（4011）的外壁开设有调控卡槽（4015），在所述调控卡槽（4015）内滑动连接有调控条（6）。

4.根据权利要求3所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述调控条（6）包括位于所述调控卡槽（4015）内且与所述调控罩（403）连接的滑动条（601），在所述滑动条（601）上安装有多个过滤棉条（602），所述过滤棉条（602）靠近滤罩体（4011）的一侧安装有辅助片（603），所述过滤孔（4013）的内壁开设有用于卡住所述辅助片（603）的卡片槽（604）。

5.根据权利要求4所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述过滤棉条（602）包括安装在所述滑动条（601）侧壁的棉块（6021），在所述棉块（6021）的外侧套设有与所述滑动条（601）侧壁连接的定型胶条（6022），所述定型胶条（6022）上开设有挤台嵌槽（6023），所述调控卡槽（4015）的内侧壁安装有用于嵌入所述挤台嵌槽（6023）以实现挤压所述定型胶条（6022）的挤压台（6024）。

6.根据权利要求3所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述循环回流管（402）包括一端与所述封堵罩（4012）密封连接的排出管（4021），所述排出管（4021）远离所述封堵罩（4012）的一端内壁安装有限流片（4022），且所述排出管（4021）的侧壁安装有回流套（4024），在所述回流套（4024）内转动连接有间歇堵气柱（4023），且在所述回流套（4024）上安装有与所述调控罩（403）连通的回流柱（4025）。

7.根据权利要求4所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述调控罩（403）包括安装在所述滤罩体（4011）表面的充气罩体（4031），在所述充气罩体（4031）内安装有与所述回流柱（4025）连通的充气囊（4032），所述充气囊（4032）的表面安装有贯穿所述充气罩体（4031）且与所述滑动条（601）连接的推动块（4033），在所述推动块（4033）上安装有与所述充气罩体（4031）内壁连接的推回簧。

8.根据权利要求2所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述单元隔离机构（5）包括安装在所述分离筒（1）内壁的旋转套（501）以及与所述旋转套（501）连接且与所述解离机构（2）连通的转动柱（502），在所述转动柱（502）内安装有用于被气体推动旋转的转动扇叶（503），且在所述转动柱（502）的侧壁安装有多个散气盘（504），所述散气盘（504）的侧壁开设有多个倾斜气孔组（505），且在所述散气盘（504）的外侧壁安装有倾斜导片（506），在所述转动柱（502）的侧壁连接有多个用于将相邻所述散气盘（504）隔开的隔气盘（507）。

9.根据权利要求6所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述间歇堵气柱（4023）包括连接在所述回流套（4024）内的旋转柱（4026），所述旋转柱（4026）的侧壁开设有导气槽（4027），所述导气槽（4027）内安装有气冲片（4028）。

10.根据权利要求3所述的一种用于模拟天然气水合物演化规律的分解装置，其特征在于，

所述封堵罩（4012）的内壁与所述过滤孔（4013）对应位置处安装有用于引导气体冲击所述调控卡槽（4015）的辅助引流块（4017），所述辅助引流块（4017）由两个纵截面呈“C”字形结构的引块（4016）组成。

Images