CN207215812U - 一种天然气水合物开采防砂试验反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，包括筒体，筒体包括管体、盖体和底堵，在管体的上端盖设盖体，其下端安设底堵，在盖体上开设通孔，通孔插接一进气管，进气管的出气端位于管体内腔，在底堵开设出砂流道，在管体的侧壁上开设与管体内腔连通的注入端口，在管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在上层防砂网和下层防砂网之间设有挡砂滤料充填层，上层防砂网位于注入端口的下方，在上层防砂网上经注入端口填充储层砂浆层，储层砂浆层的上表面高于注入端口并位于进气管的下方，下层防砂网位于底堵的上方，在盖体和底堵上设有数个安装孔。其明显的反应出天然气水合物在开采过程中出砂、防砂效果，结构简单方便开展试验。

Description

一种天然气水合物开采防砂试验反应釜

技术领域

本实用新型涉及防砂试验反应釜领域，尤其涉及一种天然气水合物开采防砂试验反应釜。

背景技术

天然气水合物，一种由甲烷等气体和水分子在高压低温条件下形成的类冰状固体，作为新世纪最理想的潜在替代能源正日益引起世界各国高度重视。天然气水合物赋存于极地多年冻土带以及水深500米或更深的海底以下数百米的沉积层中，其在低温和高压环境中呈稳定状态。目前国内外基于天然气水合物的合成、分解及开采工艺方法进行了较多研究，大部分的实验研究还处于天然气水合物相平衡和动力学的基础理论领域。近年来，国外实施了多次水合物试采工程，几乎每一次天然气水合物试采都因为出砂严重而被迫终止，因此，水合物储层的出砂问题已成为制约天然气水合物有效安全开发的关键因素。

反应釜是开展天然气水合物各种试验研究的核心装置，然而较多的研究重点侧重于实验工艺及方法，对于天然气水合物开采防砂模拟反应釜研究较少，尤其是在模拟不同地下储层中天然气水合物开采情况下，出砂、防砂试验的反应釜。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决的上述技术问题而提供一种天然气水合物开采防砂模拟试验反应釜，更加明显的反应出天然气水合物在开采过程中，出砂、防砂效果的情况，其结构简单，方便开展试验。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，它包括一筒体，所述筒体包括管体、盖体和底堵，在所述管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在所述盖体上开设与该管体内腔连通的通孔，所述通孔插接一进气管，该进气管的出气端位于该管体内腔，在该底堵开设与该管体内腔连通的出砂流道，在该管体的侧壁上开设与该管体内腔连通的注入端口，在该管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在所述上层防砂网和所述下层防砂网之间设有挡砂砾滤料填层，该上层防砂网位于该注入端口的下方，在该上层防砂网上经所述注入端口填充储层砂浆层，该储层砂浆层的上表面高于该注入端口并位于所述进气管出气端的下方，该下层防砂网位于底堵的上方，在所述盖体和所述底堵上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔。

所述底堵的出砂流道为漏斗状。

所述进气管大致呈倒“T“型状，其上部为中空管体，其底部出气端为均匀分布的出气孔。

所述管体与所述盖体、所述底堵均为螺纹密封连接，该管体的上端为内螺纹，与之螺接的盖体为外螺纹，该管体的下端为内螺纹，与之螺接的底堵为外螺纹。

在所述管体的内壁上开设一环形台阶，在所述台阶处固设下层防砂网，所述台阶与所述下层防砂网之间设置密封圈。

所述上层防砂网活动地铺设于挡砂滤料充填层上。

所述筒体为不锈钢材质。

本实用新型的有益效果：其更加明显的反应出天然气水合物在开采过程中，出砂、防砂效果的情况，其结构简单，方便开展试验。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种天然气水合物开采防砂模拟试验反应釜，它包括一筒体1，筒体1包括管体11、盖体12和底堵13，在管体11的上端盖设一盖体12，在其下端安设一底堵13，在盖体12上开设与管体11内腔连通的通孔，在通孔中插接进气管2，进气管2的出气端位于管体11内腔的上部，在底堵13开设与管体11内腔连通的出砂流道131，在管体11的侧壁上开设与管体11内腔连通的注入端口111，在注入端口111处安装液固两相流管路，在管体11内腔安装上层防砂网3和下层防砂网4，在上层防砂网3和下层防砂网4之间设有挡砂砾石充填层5，上层防砂网3位于注入端口111的下方，在上层防砂网3上经注入端口111填充储层砂浆层6，储层砂浆层6的上表面高于注入端口111并位于进气管2的出气端的下方，下层防砂网4位于底堵13的上方，在盖体12和底堵13上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔7。

底堵13的出砂流道131为漏斗状。

为了避免高压试验条件下的射流现象，进气管2大致呈倒“T“型状，其上部为中空管体，其底部出气端为均匀分布的出气孔。

管体11与盖体12、底堵13均为螺纹密封连接。管体11的上端为内螺纹，与之螺接的盖体12为外螺纹，管体11的下端为内螺纹，与之螺接的底堵13为外螺纹。

在管体11的内壁上开设一环形台阶112，在台阶112处固设下层防砂网4，台阶112与下层防砂网4之间设置密封圈9。

上层防砂网3活动地铺设于挡砂滤料充填层5上；可根据模拟条件来调整挡砂滤料充填层所需的厚度。

筒体11为不锈钢材质。

通过调节管体内腔(气液固三相流或液固两相流)与管体底端(下层防砂网下部)的压差，气体、液体从挡砂滤料中渗流析出的同时会携带出相应粒径分布的储层砂，根据不同压差，不同挡砂滤料规格、滤料厚度、滤料均匀系数等参数条件下，气、液渗流析出时携带出的储层砂颗粒粒径和质量及气、液累计流量，模拟天然气水合物实际开采过程中，不同降压方案与不同完井防砂方式下的出砂量、出砂规律与产能预测；

筒体的安装孔内设置有若干个温度、压力、流量传感器探头，可以对防砂、出砂试验过程实施动态监测，分析天然气水合物开采防砂试验各个阶段的压力变化及对应的渗流规律；

反应釜结构简单、加工成本低且试验周期短等优点。

本实用新型的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜的工作原理是：

首先，将不同粒径规格及不同厚度的挡砂滤料装入管体的内腔中，即上层防砂网3与下层防砂网4之间，下层防砂网固设在管体的台阶处，上层防砂网铺设在挡砂滤料的上表面，并充分振动压实,用以模拟天然气水合物实际开采井的挡砂滤料充填层；之后，拟开采区域天然气水合物储层或仿真储层的固液两相砂浆，经循环搅拌系统充分搅拌后，由恒速恒压泵通过管体1的注入端口把液固两相流注入管体的内腔，同时，经稳压系统输出的高压气体由安装在盖体3上的进气管2均匀压入管体内腔，通过调节安装在注入端口处的液固两相流管路的阀门与盖体3上进气管上的阀门，控制管体内腔内气液固三相流或液固两相流(关闭气体注入阀门)与管体底部的底堵出砂流道的压差(模拟实际开采压降)；通过测定管体注入端口、盖体上的进气管及底堵出砂流道所设置温度、压力、流量传感器数据，可以对防砂、出砂试验过程实施动态监测，分析天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验参数变化；通过对底堵上的出砂管所携带出的砂粒进行粒度分析，计算出砂量、产气量与产水量，分析挡砂滤料的挡砂精度及预测实际开采井产能，为开采防砂方案的制定提供支撑。

本实用新型结构简单、加工成本低且试验周期短等优点。

以上实施例的揭示仅用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型，故举凡等效元件的置换仍应属本实用新型的范畴。

Claims (7)

1.一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：它包括一筒体，所述筒体包括管体、盖体和底堵，在所述管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在所述盖体上开设与该管体内腔连通的通孔，所述通孔插接一进气管，该进气管的出气端位于该管体内腔，在该底堵开设与该管体内腔连通的出砂流道，在该管体的侧壁上开设与该管体内腔连通的注入端口，在该管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在所述上层防砂网和所述下层防砂网之间设有挡砂砾石充填层，该上层防砂网位于该注入端口的下方，在该上层防砂网上经所述注入端口填充储层砂浆层，该储层砂浆层的上表面高于该注入端口并位于所述进气管出气端的下方，该下层防砂网位于底堵的上方，在所述盖体和所述底堵上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：所述底堵的出砂流道为漏斗状。

3.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：所述进气管呈倒“T“型状，其上部为中空管体，其底部出气端为均匀分布的出气孔。

4.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：所述筒体的管体与所述盖体、所述底堵均为螺纹密封连接，该管体的上端为内螺纹，与之螺接的盖体为外螺纹，该管体的下端为内螺纹，与之螺接的底堵为外螺纹。

5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：在所述筒体管体的内壁上开设一环形台阶，在所述台阶处固设下层防砂网，所述台阶与所述下层防砂网之间设置密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：所述上层防砂网活动地铺设于所述挡砂砾石充填层上。

7.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验反应釜，其特征在于：所述筒体为不锈钢材质。