[发明专利]离心机能量收集腔室、离心机能量收集腔室系统、以及模拟气体制取采集的方法

权利要求书

1.一种离心机能量收集腔室，即CEHC，包括：

高压腔室，其构造为维持足够的压力和温度以用于在操作中的离心机中的沉积物床内形成水合物，

一个或多个高压泵，其构造为维持足够的孔隙压力和边界压力以用于所述沉积物床周围的水合物形成，

冷却系统，其构造为对所述高压腔室内的所述沉积物床进行冷却的内置冷却盘管，

内置致动器，其构造为提供在所述高压腔室内作用的致动力，以及

超载板，其构造为模拟当所述沉积物床受到所述致动力作用时所述沉积物床上的超载载荷。

2.根据权利要求1所述的CEHC，其中，所述一个或多个高压泵包括一对注射泵。

3.根据权利要求2所述的CEHC，其中，所述一对注射器泵构造为用于重复轮流操作，以在所述离心机的超重力下提供连续的高压流体流。

4.根据权利要求1所述的CEHC，还包括背压控制系统，所述背压控制系统包括构造为控制井眼内部的压力的惰性气体源。

5.根据权利要求1所述的CEHC，还包括水气分离系统、构造为测量气体流量的气体流量测量系统、以及构造为测量水流量的水流量测量系统。

6.根据权利要求1所述的CEHC，所述冷却系统还包括循环热交换器，所述循环热交换器在所述高压腔室外部并且构造为维持水合物形成或水合物稳定性所需的温度。

7.根据权利要求1所述的CEHC，还包括构造为测量所述沉积物床沉降的高压线性可变位移传感器，即LVDT。

8.根据权利要求1所述的CEHC，其中，所述CEHC被牢固地紧固至所述离心机并且被充分地密封和隔离以作为绝热系统进行操作。

9.根据权利要求1所述的CEHC，其中，所述CEHC还包括构造为在所述离心机处于运行时连续地测量温度、压力、泵送速率和井眼压力中的一者或多者的仪器模块、传感器和软件。

10.根据权利要求4所述的CEHC，其中，所述惰性气体源包括N₂气瓶。

11.根据权利要求7所述的CEHC，其中，所述高压LVDT构造为测量模拟海床和所述沉积物床内的多个海上结构中的一个海上结构的沉降。

12.一种模拟气体采集的方法，所述方法包括以下步骤：

在操作中的离心机中提供离心机能量收集腔室，即CEHC，所述CEHC包括：

高压腔室，

沉积物床，其在所述高压腔室内，

高压泵，其可操作地连接到所述高压腔室，

冷却系统，其可操作地连接到所述高压腔室，

致动器，其构造为提供致动力，以及

超载板，其构造为模拟当所述沉积物床受到所述致动力作用时所述沉积物床上的超载载荷；

通过操作所述离心机产生离心载荷；

通过所述高压泵将所述高压腔室内的所述沉积物床加压到足以形成或维持气体水合物的第一压力；

通过所述冷却系统将所述高压腔室内的所述沉积物床冷却至足以在所述第一压力下形成或维持气体水合物的第一温度；

在离心载荷下在所述沉积物床内形成或维持气体水合物；

在所述沉积物床内并在所述离心载荷下，在从含水合物土壤采集气体期间，进行水合物解离、井眼套管变形或海床沉降的模拟。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述高压泵包括一对注射泵，并且通过所述高压泵对所述高压腔室内的所述沉积物床加压的步骤包括重复轮流操作所述一对注射泵以在所述离心机的超重力下提供连续的高压流体流。

14.根据权利要求12所述的方法，所提供的CEHC还包括背压控制系统，所述背压控制系统包括惰性气体源并且构造为控制所述井眼内部的压力。