[实用新型]一种天然气水合物固态开采实验模拟装置无效
申请号: | 200820123355.X | 申请日: | 2008-11-03 |
公开(公告)号: | CN201284651Y | 公开(公告)日: | 2009-08-05 |
发明(设计)人: | 李清平;曾恒一;李新仲;冯至平;樊栓狮;李小森;唐梁广;白玉湖;喻西崇;姚海元;李刚;王涛;王珏 | 申请(专利权)人: | 中国海洋石油总公司;中海石油研究中心 |
主分类号: | E21C50/00 | 分类号: | E21C50/00;G09B25/00 |
代理公司: | 北京纪凯知识产权代理有限公司 | 代理人: | 徐 宁;关 畅 |
地址: | 100010北*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 天然气 水合物 固态 开采 实验 模拟 装置 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种天然气开采装置,特别是有关于一种天然气水合物固态开采实验模拟装置。
背景技术
天然气水合物已经被广泛的发现存在于永久冻土地带和海底,其含量估计在2000万亿m3左右,相当于全球已知矿物(石油、煤、天然气)含碳量的两倍。天然气水合物具有分布范围广、储藏规模大、能量密度高等特点,被认为是21世纪潜在的新能源之一。开发和利用天然气水合物资源已成为各国政府在能源领域的当务之急,特别是针对具有品质高、埋藏浅和分布集中的渗漏型天然气水合物开采方法的研究更是当前研究的主要方向。天然气水合物主要蕴藏在海洋中,是天然气在一定条件下与水相互作用形成的白色固态结晶物质。由于天然气水合物的自身特性,其开采方法与常规能源(如煤炭、石油、天然气等)的开采不同。煤炭在矿井下是固体,开采后仍是固体。石油在地下是流体,开采后仍是流体。而水合物在洋底埋藏是固体,在开采过程中分子构造发生变化,从固体变为气体。也就是说,水合物在开采过程中发生相变。综合各国科学家提出的天然气水合物开发技术,大体上可分为两类:地下分解开采和固态开采。
地下分解开采是参考石油开采的工艺过程,首先在地层中形成井筒,然后考虑如何人为地打破天然气水合物稳定存在的温度和压力条件,将蕴藏在沉积物中的水合物进行分解,最后再将天然气采至地面。地下分解开采主要包括加热法、降压法和化学剂法三种方法:1)加热法是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体从地面泵入天然气水合物储层,促使温度上升达到水合物的分解温度。2)降压法是通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动,从而达到促使天然气水合物分解的目的。3)化学剂法是将盐水、甲醇、乙醇等化学剂从井孔泵入地层后,可以改变水合物形成的相平衡条件,降低水合物稳定温度,引起天然气水合物的分解。对于地下分解开采,由于大陆斜坡的不稳定、铺设的管道非常长以及管道中易于形成水合物堵塞等原因,会产生一定的技术和经济问题。同时,以上各种开采技术都有其本身的局限性,如加热法热损失大、效率低,降压法开采速度慢,化学剂法费用昂贵,对环境污染严重等。以上这些因素,都有可能使得人们难以利用这些方法来开采天然气水合物资源。
与地下分解开采不同,固态开采是将水合物以固体形态输送到海底面,在海底进行初步泥沙分离,然后采用固-液-气三相输送技术,将固态水合物及输送过程中分解出的气体输送到海面,然后利用海面的高温海水对水合物进行分解并获得气体,该方法的优点是开采效率很高。以一天2000T开采量计算,其包含的气体大约为32万立方米,相当于一个大型陆地气井,同时,在混输过程中,从下向上水合物逐步分解,由此形成自发向上的推动力,大幅减少输送用泵功。另外,在开采过程中无须向海底注入能量,也就避免了输送和开采过程中的能量损失。更重要的是,类似的技术已经在其他海洋资源(如金属锰结核)的开发中成功应用,由此为该技术在水合物开采领域的应用提供了参考。目前为止,国内外还没有一种可以用来模拟固态开采的实验系统,由此为该方法的实际开发带来困难。
发明内容
针对上述问题,本实用新型的目的是提供一种海洋渗漏型天然气水合物固态开采实验模拟装置。
为实现上述目的,本实用新型采取以下技术方案:一种天然气水合物固态开采实验模拟装置,其特征在于:它包括一竖立的提升管,所述提升管下端入口连接一进料仓并伸入仓内,所述提升管上端出口切向连接一圆柱形分离器的上部;与所述提升管上端出口位置对应的所述分离器上设置有一空气排出口,所述分离器底部设置有一涡轮流量计和一固态颗粒测重装置,所述涡轮流量计连接一液位保持水箱,所述固态颗粒测重装置下端连接一颗粒回收管道的上端入口,所述颗粒回收管道的下端出口连接所述进料仓;所述液位保持水箱的下部设置有一进水口,所述液位保持水箱的底部通过一管道连接所述进料仓的底部,所述进料仓的上设置有一压力表;所述提升管竖直段上设置有若干个注气管路,所述注气管路上设置有若干个与所述提升管相通的注气口,所述注气口通过所述注气管路并联连接一输气管路,所述输气管路连接一转子流量计,所述转子流量计通过一气压调节器连接一空压机。
所述注气管路设置在所述提升管的不同高度上,设置的数量为两个或两个以上。
每个所述注气管路注入到所述提升管的注气口为三个或三个以上。
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