[发明专利]一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置及方法

权利要求书

1.一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置，其特征在于，包括水合物反应釜、矿体破碎钻机、监测防治釜、气相流量计、液相流量计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、摄像头、抑制剂计量器、控制柜和计算机；

所述水合物反应釜的底部设置有用于将所述水合物反应釜内的水合物样品分解为气相和液相的所述矿体破碎钻机；所述水合物反应釜的下部通过第一阀门连接所述监测防治釜的进口；所述水合物反应釜的中部出口处依次设置有第二阀门、所述气相流量计和液相流量计，所述气相流量计用于测量水合物样品分解出的气相流量，所述液相流量计用于测量水合物分解出的液相流量；所述水合物反应釜的上部设置有所述第一压力传感器和第一温度传感器，所述第一压力传感器用于实时采集所述水合物反应釜内的压力，所述第一温度传感器用于实时采集所述水合物反应釜内的温度；

所述监测防治釜内设置有所述摄像头、抑制剂计量器、第二压力传感器和第二温度传感器，所述摄像头用于实时采集所述监测防治釜内的图像，所述抑制剂计量器用于向所述监测防治釜内加入抑制剂，所述第二压力传感器用于实时采集所述监测防治釜内的压力，所述第二温度传感器用于实时采集所述监测防治釜内的温度；

所述计算机分别电连接所述气相流量计、液相流量计、第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、高清摄像头、抑制剂计量器和控制柜，所述控制柜还电连接所述矿体破碎钻机；

所述计算机内设置有抑制剂注入控制模块、破碎钻机控制模块、流量确定模块和水合物生成监测模块；

所述抑制剂注入控制模块用于根据所述第二压力传感器和第二温度传感器采集的压力和温度以及预先记录的压力值和温度值，控制所述抑制剂计量器的开启或关闭；

所述破碎钻机控制模块用于通过所述控制柜控制所述矿体破碎钻机的开启或关闭；

所述流量确定模块用于根据所述气相流量计和液相流量计测量的气相流量和液相流量，确定所述水合物反应釜内水合物样品分解出的气相流量和液相流量以及分解速率；

所述水合物生成监测模块用于根据所述摄像头采集的图像数据，观察所述监测防治釜内是否有水合物生成，以及根据所述第一压力传感器和第一温度传感器采集的压力和温度，确定所述水合物反应釜内的水合物样品是否完全分解。

2.如权利要求1所述的一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置，其特征在于，所述水合物反应釜的下部通过可开式接头连接经所述第一阀门所述监测防治釜的进口。

3.如权利要求2所述的一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置，其特征在于，所述可开式接头与所述监测防治釜进口之间的管道采用承压能力为1MPa的蓝宝石玻璃材质。

4.如权利要求1所述的一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置，其特征在于，所述摄像头和抑制剂计量器固定设置在所述监测防治釜的上部，所述第二压力传感器和第二温度传感器固定设置在所述监测防治釜的下部。

5.如权利要求1所述的一种钻采天然气水合物监测二次生成实验装置，其特征在于，所述摄像头为高清摄像头，所述高清摄像头的分辨率为5472×3648。

6.一种基于权利要求1至5任一项所述的钻采天然气水合物监测二次生成实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）关闭第一阀门和第二阀门，将水合物样品放入水合物反应釜内；

2）开启计算机和控制柜，计算机通过控制柜控制水合物反应釜内的矿体破碎钻机启动，将水合物反应釜内的水合物样品分解为气相和液相；

3）第一压力传感器和第一温度传感器实时采集水合物反应釜内的压力和温度，当第一压力传感器和第一温度传感器实时采集的压力和温度的变化范围在预先设定的变化范围内时，打开第一阀门和第二阀门；

4）气相流量计测量流出气液出口的水合物样品分解出的气相流量，液相流量计测量流出气液出口的水合物分解时产出的水蒸气流量；

5）水合物反应釜内破碎的水合物浆体进入监测防治釜；

6）第二压力传感器和第二温度传感器实时采集监测防治釜内的压力和温度，当第二温度传感器采集的温度高于预先记录的温度值且第二压力传感器采集的压力低于预先记录的压力值时，计算机控制抑制剂计量器向监测防治釜内加入定量的抑制剂；

7）通过监测防治釜内的摄像头实时观察水合物浆体的运移和聚集过程以及监测防治釜内是否有水合物生成。