CN208800080U - 一种带有加砂器的水合物生成实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有加砂器的水合物生成实验装置，包括高压反应釜和加砂器，所述高压反应釜上设置有加砂管，所述加砂管上设置有第一球阀，所述加砂器包括砂液注入管、泵和砂液罐，所述砂液注入管的一端与所述砂液罐连通，另一端穿过所述加砂管与所述高压反应釜连通，所述砂液注入管通过泵与所述砂液罐连通；第一球阀设置有两个，第一球阀具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第一球阀的阀体内，第一球阀也能保持较好的密封，如果实验时间较长，当某一个第一球阀密封失效，另一个第一球阀仍然能起到密封作用，本实用新型的密封性好且能更好地模拟水合物生成实验。

Description

一种带有加砂器的水合物生成实验装置

技术领域

本实用新型涉及水合物生成实验装置领域，尤其涉及一种带有加砂器的水合物生成实验装置。

背景技术

目前常见的水合物生成实验装置一般是将天然气、水注入到高压反应釜中，然后对高压反应釜设置不同的温度，检测反应釜中的压力变化，判断水合物生成的条件。而在水合物的试采过程中，虽然井底设置了防砂措施，但是由于地层中的砂粒的粒径较小，在开采的过程中仍然会有部分砂粒进入到井筒中，在井筒内存在水、天然气、砂粒的三相流动，需要通过实验检测不同含砂量下水合物生成的条件，以指导水合物试采过程的水合物二次生成预防。

传统的水合物生成实验装置，一般没有设置专门的加砂装置，加砂时需要从注水管线加入或者打开高压反应釜的密封法兰后直接加入。实验使用的砂粒细，单个砂粒肉眼不易分辨，多次开启高压反应釜的密封法兰后，容易造成砂粒遗留在高压反应釜的密封法兰处，容易导致密封法兰的密封失效，密封法兰的密封失效后，需要返厂维修，占用很大的时间、且费用较高。此外，如果从注液管、放空管或排放管加入砂粒，由于注液管、放空管或排放管上均设置有阀门，砂粒进入到注液管、放空管、排放管中的阀门以后，会导致阀门的密封失效，进而导致高压反应釜的密封失效，使水合物生成实验装置无法正常进行水合物生成实验。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其能对高压反应釜进行加砂且不会影响高压反应釜密封法兰的密封效果。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种带有加砂器的水合物生成实验装置，包括高压反应釜和加砂器，所述高压反应釜上设置有加砂管，所述加砂管上设置有第一球阀，所述加砂器包括砂液注入管、泵和砂液罐，所述砂液注入管的一端与所述砂液罐连通，另一端穿过所述加砂管与所述高压反应釜连通，所述砂液注入管通过泵与所述砂液罐连通。

进一步地，水合物生成实验装置还包括天然气储气瓶，所述天然气储气瓶通过天然气管与所述高压反应釜连接，所述高压反应釜的顶部设置有加液管和放空管，所述高压反应釜的底部设置有排放管，所述加液管内设置有第二球阀，所述放空管内设置有第三球阀，所述排放管内设置有第四球阀，所述高压反应釜的四周设置有恒温水浴箱。

进一步地，所述天然气管上设置有天然气减压阀、天然气调节阀、天然气截断阀和天然气压力计。

进一步地，所述第二球阀的数量为两个，所述第三球阀的数量为两个，所述第四球阀的数量为两个。

进一步地，水合物生成实验装置还包括主控制器、数据采集卡和声光警报器，所述高压反应釜上设置有压力变送器和温度变送器，所述压力变送器和温度变送器分别与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡与所述主控制器连接，所述声光警报器与所述主控制器连接。

进一步地，所述高压反应釜内设置有磁力搅拌器。

进一步地，所述高压反应釜上设置有透明视窗。

进一步地，所述第一球阀的数量为两个。

进一步地，所述泵为手动泵。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于，所述高压反应釜上设置有加砂管，所述加砂管上设置有第一球阀，所述砂液注入管的一端与所述砂液罐连通，另一端穿过所述加砂管与所述高压反应釜连通，所述砂液注入管靠近所述砂液罐的一端设置有泵，第一球阀设置有两个，第一球阀具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第一球阀的阀体内，第一球阀也能保持较好的密封。如果实验时间较长，当某一个第一球阀密封失效，另一个第一球阀仍然能起到密封作用，本实用新型的密封性好且能更好地模拟水合物生成实验。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型所述的高压反应釜、加砂器和加砂管的结构示意图。

图中：1-高压反应釜、2-加砂器、3-加砂管、4-天然气储气瓶、5-天然气管、6-主控制器、7-数据采集卡、8-声光警报器、11-加液管、12-放空管、13-排放管、14-恒温水浴箱、15-压力变送器、16-温度变送器、17-磁力搅拌器、18-透明视窗、21-砂液注入管、22-泵、23-砂液罐、31-第一球阀、51-天然气减压阀、52-天然气调节阀、53-天然气截断阀、54-天然气压力计。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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实用新型中的具体含义。

如图1-2所示，一种带有加砂器的水合物生成实验装置，包括高压反应釜1和加砂器2，所述高压反应釜1上设置有加砂管3，所述加砂管3上设置有第一球阀31，所述加砂器2包括砂液注入管21、泵22和砂液罐23，所述砂液注入管21的一端与所述砂液罐23连通，另一端穿过所述加砂管3与所述高压反应釜1连通，所述砂液注入管21通过泵22与所述砂液罐23连通。优选地，第一球阀31的数量为两个，第一球阀31本身具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第一球阀31的阀体内，第一球阀31也能保持较好的密封。如果实验时间较长，当某一个第一球阀31密封失效，另一个第一球阀31仍然能起到密封作用，一旦出现密封不严的情况，对加砂管3进行切割，更换新的第一球阀31与加砂管3，不需要返厂进行处理，能更好地节约时间与降低生产成本。

优选地，所述泵22为手动泵。

具体地，水合物生成实验装置还包括天然气储气瓶4，所述天然气储气瓶4通过天然气管5与所述高压反应釜1连接，所述高压反应釜1的顶部设置有加液管11和放空管12，所述高压反应釜1的底部设置有排放管13，所述加液管11内设置有第二球阀，所述放空管12内设置有第三球阀，所述排放管13内设置有第四球阀，所述高压反应釜1的四周设置有恒温水浴箱14。

具体地，水合物生成实验装置还包括主控制器6、数据采集卡7和声光警报器8，所述高压反应釜1上设置有压力变送器15和温度变送器16，所述压力变送器15和温度变送器16分别与所述数据采集卡7连接，所述数据采集卡7与所述主控制器6连接，所述声光警报器8与所述主控制器6连接。

具体地，所述高压反应釜1内设置有磁力搅拌器17，磁力搅拌器17是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。其基本原理是利用磁场的同性相斥、异性相吸的原理，使用磁场推动放置在容器中带磁性的搅拌子进行圆周运转，从而达到搅拌液体的目的，磁力搅拌器17能对高压反应釜1内的天然气、水和砂粒进行充分的搅拌。

具体地，所述高压反应釜1上设置有透明视窗18，设置有透明视窗18能方便工作人员观察高压反应釜1内的实验现象。

具体地，所述天然气管5上设置有天然气减压阀51、天然气调节阀52、天然气截断阀53和天然气压力计54。

具体地，所述第二球阀的数量为两个，所述第三球阀的数量为两个，所述第四球阀的数量为两个；优选地，第二球阀本身具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第二球阀的阀体内，第二球阀也能保持较好的密封，当某一个第二球阀密封失效，另一个第二球阀仍然能起到密封作用；第三球阀本身具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第三球阀的阀体内，第三球阀也能保持较好的密封，当某一个第三球阀密封失效，另一个第三球阀仍然能起到密封作用；第四球阀本身具有很好的密封性，即使有少量的砂粒进入到第四球阀的阀体内，第四球阀也能保持较好的密封，当某一个第四球阀密封失效，另一个第四球阀仍然能起到密封作用。

本实施例所述的加砂器2和加砂管3的使用步骤：

a.砂液注入时，打开加砂管3上的两个第一球阀31，将砂液注入管21穿过加砂管3插入至高压反应釜1的底部，避免在输入砂液的过程中砂液飞溅粘附在第一球阀31的阀体上。

b.根据需要在砂液罐23中配置所需浓度的砂液，通过手动泵手动注入高压反应釜1内。

c.在砂液注入完成后，通过手动泵注入实验用水，实验用水用于清洗手动泵和砂液注入管21，清洗完毕后再将砂液注入管21取出，然后关闭加砂管3上的两个第一球阀31。

本实施例所述的加砂器2和加砂管3的工作原理：

由于固态的砂粒很难直接加入至高压反应釜1内，而且砂粒在加入的过程中容易粘附在加砂管3的内部和第一球阀31的阀体上，影响第一球阀31的密封性。所以本实施例采用的方法是将砂加入到水中，配置成砂液，使用专门的砂液注入管21将砂液直接注入到高压反应釜1的内部，避免砂粒接触第一球阀31。在砂液注入以后，使用实验用水冲洗，避免砂液注入管21在上提过程中砂液注入管21内残余的砂液滴落在第一球阀31上，影响第一球阀31的密封性。

本实施例的工作原理：

本实施例能模拟不同含砂浓度下的水合物生成实验，开始实验后，通过加砂管3向高压反应釜1内加入砂液，然后通过加液管11向高压反应釜1中注入实验用水，调整恒温水浴箱14的温度，使恒温水浴箱14的温度达到要求的温度，然后打开天然气减压阀51、天然气调节阀52、天然气截断阀53，高压天然气经过减压和流量调节后输入到高压反应釜1中，高压反应釜1中的压力达到实验要求压力后开启磁力搅拌器17，对高压反应釜1中的天然气、水、砂进行充分的搅拌。

压力变送器15和温度变送器16能监测高压反应釜1中的压力、温度，并将信号输送到数据采集卡7，然后在主控制器6上进行数据监测、记录、分析；在检测到高压反应釜1中的压力迅速下降后(大约为1kPa/min，具体可以根据实验现象作调整)，主控制器6输出信号到声光警报器8，声光警报器8发出具有高辨识度的声音和闪烁的灯光，从而提示操作人员注意观察实验现象；通过透明视窗18能观察高压反应釜1内的实验现象，并通过拍照、录像等手段进行记录；一次实验结束后，需要调整砂的浓度时，打开放空管12的阀门，将高压反应釜1内的天然气放空，高压反应釜1内的压力降低到常压后，再重复上述步骤进行下一次的实验。

一组砂粒径实验结束后，将高压反应釜1内的天然气放空，打开排放管13，排出含砂的液体，通过加液管11和加砂管3向高压反应釜1中注水，同时开启磁力搅拌器17，对高压反应釜1进行清洗，清洗后的含砂水通过排放管13排出，在清洗干净后，进行下一组实验。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：包括高压反应釜(1)和加砂器(2)，所述高压反应釜(1)上设置有加砂管(3)，所述加砂管(3)上设置有第一球阀(31)，所述加砂器(2)包括砂液注入管(21)、泵(22)和砂液罐(23)，所述砂液注入管(21)的一端与所述砂液罐(23)连通，另一端穿过所述加砂管(3)与所述高压反应釜(1)连通，所述砂液注入管(21)通过泵(22)与所述砂液罐(23)连通。

2.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：还包括天然气储气瓶(4)，所述天然气储气瓶(4)通过天然气管(5)与所述高压反应釜(1)连接，所述高压反应釜(1)的顶部设置有加液管(11)和放空管(12)，所述高压反应釜(1)的底部设置有排放管(13)，所述加液管(11)内设置有第二球阀，所述放空管(12)内设置有第三球阀，所述排放管(13)内设置有第四球阀，所述高压反应釜(1)的四周设置有恒温水浴箱(14)。

3.根据权利要求2所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述天然气管(5)上设置有天然气减压阀(51)、天然气调节阀(52)、天然气截断阀(53)和天然气压力计(54)。

4.根据权利要求2所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述第二球阀的数量为两个，所述第三球阀的数量为两个，所述第四球阀的数量为两个。

5.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：还包括主控制器(6)、数据采集卡(7)和声光警报器(8)，所述高压反应釜(1)上设置有压力变送器(15)和温度变送器(16)，所述压力变送器(15)和温度变送器(16)分别与所述数据采集卡(7)连接，所述数据采集卡(7)与所述主控制器(6)连接，所述声光警报器(8)与所述主控制器(6)连接。

6.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述高压反应釜(1)内设置有磁力搅拌器(17)。

7.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述高压反应釜(1)上设置有透明视窗(18)。

8.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述第一球阀(31)的数量为两个。

9.根据权利要求1所述的一种带有加砂器的水合物生成实验装置，其特征在于：所述泵(22)为手动泵。