[发明专利]天然气水合物保真运移实验装置及实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要应用在天然气水合物采掘、储存、输送等领域的试验模拟装置及实验方法，具体为天然气水合物保真运移实验装置及方法。

背景技术

天然气水合物是一种非化学计量的超分子笼状化合物，lm³水合物可储存150～180m³的天然气，天然气水合物是自然界中天然气存在的一种特殊形式，具有分布范围广、成藏规模大、储能密度高的特点，被公认为21世纪重要的替代能源。根据最新的研究成果，隐藏在天然气水合物中的碳储量相当可观，其数量是目前已经勘探出的所有化石燃料中碳储量的两倍之多。作为一种高效绿色的新能源，天然气水合物被誉为“后石油时代”最有希望的战略资源，受到国内外的普遍关注。实现天然气水合物的保真运移，研究天然气水合物在管道中的流动和传热特性，对海洋天然气水合物的开采、储运及输送具有战略意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种天然气水合物保真运移实验装置及方法，对天然气水合物混合浆体的管输特性进行研究，探究天然气水合物储运技术方案，实现天然气水合物浆体高效率的输送，推动天然气水合物的工业化进程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种天然气水合物保真运移实验装置，包括气瓶、反应釜、稳压器、电机、柱塞泵、压缩机、水箱和天然气水合物管输特性实验平台，所述反应釜内部设有天然气水合物破碎装置，所述天然气水合物破碎装置设置在反应釜的内部并固定在反应釜的顶部，所述电机通过减速器与天然气水合物破碎装置连接，所述反应釜的外壁上设有制冷系统，所述反应釜底部开设气相入口、液相入口和调压口，所述反应釜顶部有气相出口，所述反应釜侧壁上设有混合相出口，所述气瓶通过压缩机与反应釜底部的气相入口连接，所述反应釜顶部的气相出口和压缩机连接，所述稳压器底部设有液流口，其液流口与反应釜底部的调压口连接，所述水箱通过柱塞泵与稳压器的液流口连接，所述柱塞泵和反应釜底部的液相入口连接，所述混合相出口通过法兰与天然气水合物管输特性实验平台连接，并且在反应釜的混合相出口处设有过滤网。

进一步的：所述反应釜顶部设有压力指示器和温度指示器，反应釜底部设有压力指示器，所述气瓶与压缩机的连接管上依次设有压力指示器、截止阀、压力指示器和温度指示器，所述气相出口的连接管上设有截止阀，所述压缩机与气相入口的连接管上依次设有压力指示器、温度指示器、调节阀和流量计，所述混合相出口与天然气水合物管输特性实验平台的连接管上依次设有流量计、调节阀、压力指示器和温度指示器，所述柱塞泵与液相入口的连接管上依次设有温度指示器、压力指示器、调节阀、截止阀和流量计，所述水箱与柱塞泵的连接管上设有调节阀，所述稳压器顶部设有安全阀、压力指示器、温度指示器，所述稳压器侧壁设有排空阀，所述稳压器液流口与反应釜调压口的连接管上还设有调节阀，所述稳压器液流口通过截止阀与调节阀连接。

本发明的另一目的是提供一种天然气水合物保真运移实验方法，天然气水合物破碎装置在电机的带动下，将直接在反应釜中生成的固体天然气水合物破碎，达到实验所需的颗粒粒度大小；打开截止阀、调节阀，启动柱塞泵，将水从水箱注入反应釜；调节减速器使天然气水合物破碎装置低速转动，让进入反应釜中的水和破碎后的天然气水合物颗粒充分混合；打开调节阀，使充分混合的天然气水合物浆体通过反应釜的混合相出口输送到天然气水合物管输特性实验平台，稳压器底部的液流口与反应釜底部的调压口连接，能将反应釜的压力限制在一个范围之内，当天然气水合物浆体输送完成后，关闭实验装置，结束实验。

在上述方案中，反应釜中固体天然气水合物的破碎及天然气水合物混合浆体的输送都是在压力、温度不变的情况下进行的，达到了天然气水合物保真运移的目的。

本发明的有益技术效果是：本发明提供的天然气水合物保真运移实验装置及方法，可用于天然气水合物储运技术研究，并为海洋天然气水合物固态流化开采管输特性研究提供实验样品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式