[发明专利]一种模拟流动状态下天然气水合物生成测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种模拟流动状态下天然气水合物生成测试装置及方法，包括：循环圆管管道，其上设置有进口、出口和水合物循环采样装置，水合物循环采样装置用于驱动循环圆管管道内的混合流体进行循环，同时完成温度、压力、相含量等数据采集；天然气供给装置、水源供给装置和制冷装置的输出口均通过进口与循环圆管管道内部连通，分别用于为循环圆管管道提供预设压力的天然气、水源以及冷源；多相分离装置的入口通过出口与循环圆管管道内部连通，用于当实验结束后对循环圆管管道排出的多相混合流体进行多相分离；视频监控装置用于进行视频数据采集；计算机操控装置用于对各装置进行统一控制。本发明可以广泛应用于天然气水合物开采领域。

技术领域

本发明涉及天然气水合物技术领域，尤其是涉及一种模拟流动状态下天然气水合物生成测试装置及方法。

背景技术

天然气是清洁的优质能源和化工原料，在改善人民生活、支持国民经济发展、保护环境方面发挥着重要作用。天然气安全输送是天然气生产和应用过程中的重要环节，直接关系到环境保护和用户的切身利益。

随着海上油气田开发深度的不断增加,在海底集输管线中，天然气输送安全问题主要源于管道中是否产生天然气水合物，天然气水合物的产生导致管线压差增大，严重的甚至导致管道堵管停产。天然气水合物是由碳氢化合物和水在低温、高压条件下组成的一种复杂的、但又不稳定的类似冰状化合物，俗称“可燃冰”。天然气在管道中流动，随着压力、温度变化(低温、高压)，天然气温度又处于或低于水汽的露点温度后析出“自由水”，是极有可能形成天然气水合物，发生冰堵。水合物的局部堵塞会造成管线流通面积减小，管道输气能力下降，同时还会引起管道弯头、阀门、清管球等设备的损坏，甚至造成停产事故的发生，严重影响气田的正常生产和安全运行。

因此，亟需针对海底管道中天然气水合物流动安全保障开展研究，其中流动状态下天然气水合物生成实验的开展对于海底输气管道中天然气水合物生成的预防显得尤其重要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种模拟流动状态下天然气水合物生成测试装置及方法，能够接近于真实研究流动状态下天然气水合物的生成情况，采用多种配合测量手段实现对流动状态下天然气水合物的形成历程及形成条件的测试，且整个实验过程中对水和天然气进行回收循环利用，节约资源。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的第一个方面，是提供一种模拟流动状态下天然气水合物生成测试装置，其包括：循环圆管管道、天然气供给装置、水源供给装置、多相分离装置、制冷装置、视频监控装置以及计算机操控装置；所述循环圆管管道上设置有进口、出口以及水合物循环采样装置，所述水合物循环采样装置用于驱动所述循环圆管管道内的混合流体进行循环，同时完成对水合物的取样以及对管道内水合物的温度、压力、相含量数据的采集；所述天然气供给装置的输出口、水源供给装置的输出口以及所述制冷装置的输出口均通过所述进口与所述循环圆管管道内部连通，分别用于为所述循环圆管管道提供预设压力的天然气、水源以及冷源；所述多相分离装置的入口通过所述出口与所述循环圆管管道内部连通，用于当实验结束后对所述循环圆管管道排出的多相混合流体进行多相分离，分离后的天然气和水处理合格后输送到所述天然气供给装置和水源供给装置循环利用；所述视频监控装置用于对所述循环圆管管道进行视频数据采集，并将采集数据发送到所述计算机操控装置；所述计算机操控装置用于对所述天然气供给装置、水源供给装置、多相分离装置、制冷装置进行统一控制，并对采集数据进行处理。

进一步地，所述测试装置还包括至少一个管道解堵装置，所述管道解堵装置包括储水罐、加热装置、热水开关电动阀门以及套管束；所述套管束套设在所述循环圆管管道外壁上，且所述套管束上设置有套管束进口和套管束出口；所述储水罐的输出口经所述加热装置和热水开关电动阀门后与所述套管束进口相连，所述套管束出口与所述储水罐的输入口相连，构成循环通道。

进一步地，所述套管束采用双套管，材质为PC管。