[发明专利]一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统

权利要求书

1.一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于：包括主控制处理器、模拟不同井网开采模式的井网区别控制模块、向模型主体内部增压的高压平衡维持模块、监测模型主体内部压力的传感器组件，以及利用驱替冲压恢复天然气压力的二次采气实施模块，所述井网区别控制模块、高压平衡维持模块、二次采气实施模块和传感器组件均与主控制处理器连接；

所述高压平衡维持模块包括收集模拟地层压力注入系统的平衡压力收集单元，以及控制模拟地层压力注入系统调整注入压力的调压动作单元，所述平衡压力收集单元接收平衡压力增压泵一次增压后的初级气压表压力值，以及二级加压泵二次增压后的平衡注入气压表压力值，所述主控制处理器根据二次增压后的平衡注入气压表压力值，驱动调压动作单元调整模拟地层压力注入系统内的平衡压力增压泵的工作强度以及控流调控阀的开关状态，直至每个输送管道的注入压力值达到各自的设定压力值。

2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于，所述高压平衡维持模块模拟地层压力注入的方法，具体包括如下步骤：

步骤S100、主控制处理器接收平衡压力收集单元内的压力测量值，包括平衡压力增压泵增压后的初级气压表压力值，以及每个输送管道上经过二级加压泵加压后的平衡注入气压表压力值；

步骤S200、实验不同压力值下的地层压力，增加模拟地层压力注入的压力值，调压动作单元增大平衡压力增压泵和二级加压泵的工作强度，直至传感器组件检测模型主体内的压力值达到设定值；

步骤S300、继续增加模拟地层压力注入的压力值，调压动作单元增大二级加压泵的工作强度，直至传感器组件检测模型主体内的压力值达到设定值。

3.根据权利要求2所述的一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于，在步骤S200中，所述平衡压力增压泵的最大增压强度不大于输送管道中的最小压强值，并且每个所述输送管道的加压需求各不相同，因此每个输送管道上的二级加压泵工作强度各不相同。

4.根据权利要求2所述的一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于，在步骤S300中，当平衡压力增压泵的工作强度达到最大增压强度时，可同时并且增大二级加压泵的工作强度以及减小控流调控阀的单位通量，达到模型主体的设定压力值。

5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于：所述井网开采模式分为直井网和斜井网两种模式，所述井网区别控制模块包括设置在模型主体外棱边上的角度倾斜检测单元，以及模型主体转动实施单元，所述角度倾斜检测单元接收角度倾斜检测单元检测到的模型主体角度值，并且所述主控制处理器驱动转动实施单元施力在模型主体上，推动模型主体旋动至设定倾斜角度。

6.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开发模拟实验装置的控制系统，其特征在于：所述二次采气实施模块的注入模式分为单独注水、单独注气和注水注气结合三种模式，所述单独注水或单独注气模式即为单介质注入，注水注气结合模式为双介质统一注入，所述二次采气实施模块包括用于选择分管注水和注气模式的控制阀门单元、开采水压数据收集单元、水压调整实施单元、开采气压数据收集单元和气压调整实施单元。