The invention discloses an experimental device for multi phase separation of natural gas hydrate drilling fluid, including solid phase separator, liquid injection module, gas injection module and a gas-liquid separator, the solid phase separator comprises a first filter and a second filter device, the gas injection module to inject gas solid separator, the liquid injection solid phase separator module to inject liquid, the gas-liquid separator via the pressure control valve and solid separator connected. The invention also discloses a method for carrying out the experiment by adopting the experimental device. The experimental device of the invention and method by combining liquid injection module and gas injection module, the solid phase separator is always in the state of high pressure of gas-liquid mixture, so as to realize the multi phase separation of natural gas hydrate drilling fluid under high pressure, to avoid the formation of new drilling fluid hydrate in the separation process by solid phase double filtration device; in the separator, can effectively remove solid particles in the drilling fluid, to prevent blockage of equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置及方法
本专利技术涉及天然气水合物多相分离
,具体涉及一种用于对天然气水合物钻井液多相分离计量的系统及方法。
技术介绍
天然气水合物俗称“可燃冰”,在自然界广泛分布于大陆永久冻土区、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起带和一些内陆湖的深水环境。由于天然气水合物形成与赋存条件的特殊性,迄今为止除了海底钻探和海底沉积物取样作业获得少量天然气水合物样品外,全球绝大多数天然气水合物的分布是通过物探调查获得的证据间接确认的。虽然人们对天然气水合物的赋存、分布和特征的理解取得了巨大的进步,但是为了进一步加强水合物在能源资源、地质灾害和对气候变化的影响方面的认识,还需要进行更多的科学钻探和井孔测试,但是在这之前还需要解决一系列重要的科学性问题和技术性挑战。天然气水合物的形成和稳定需要非常特殊的高压低温环境,在进行天然气水合物钻井过程中,钻头切削岩石的过程、井底钻具与井壁和岩心的摩擦会产生大量的热能,以及井壁和井底附近地层应力释放,这些都会造成天然气水合物分解产生气体和分解水,大大降低沉积物的地质力学稳定性。由于天然气水合物矿藏特别是海域的天然气水合物通常赋存于相对较浅的深度,相对于传统油气藏,在天然气水合物的钻采过程中更容易出现气渗出、气泄漏和套管坍塌等风险。针对天然气水合物矿藏钻井过程中可预见的风险,需要对各类性质天然气水合物钻井过程有关的全部地质灾害产生机理与控制方法展开研究。国际上展开的有限的几次水合物试采中,均对钻井过程可能引起的地质变化与危害作为重点研究内容。例如,成立于2001年的墨西哥湾天然气水合 ...
【技术保护点】
一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置,其特征在于,包括固相分离器、注液模块、注气模块和气液分离器,其中:所述固相分离器包括筒体、位于筒体上端的上堵头以及位于筒体下端的下堵头,所述上堵头、下堵头和筒体之间气密连接形成一密闭腔体,所述下堵头设有与密闭腔体连通的固相分离器入口,所述筒体上侧壁设有与密闭腔体连通的固相分离器出口,在位于固相分离器入口与固相分离器出口之间的密闭腔体内还设置有第一过滤装置和第二过滤装置;所述注气模块包括气瓶、减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀,所述气瓶通过管路依次经减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀与固相分离器出口连通;所述注液模块包括储液天平、加热器、平流泵和第四截止阀,所述储液天平通过管路依次经加热器、平流泵和第四截止阀与固相分离器入口连通;所述气液分离器通过管路依次经压力控制阀和第三截止阀与固相分离器出口连通,所述气液分离器上部设有气体出口,下部设有液体出口;所述天然气水合物钻井液通过管路经第一截止阀与固相分离器入口连通。
【技术特征摘要】
1.一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置,其特征在于,包括固相分离器、注液模块、注气模块和气液分离器,其中:所述固相分离器包括筒体、位于筒体上端的上堵头以及位于筒体下端的下堵头,所述上堵头、下堵头和筒体之间气密连接形成一密闭腔体,所述下堵头设有与密闭腔体连通的固相分离器入口,所述筒体上侧壁设有与密闭腔体连通的固相分离器出口,在位于固相分离器入口与固相分离器出口之间的密闭腔体内还设置有第一过滤装置和第二过滤装置;所述注气模块包括气瓶、减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀,所述气瓶通过管路依次经减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀与固相分离器出口连通;所述注液模块包括储液天平、加热器、平流泵和第四截止阀,所述储液天平通过管路依次经加热器、平流泵和第四截止阀与固相分离器入口连通;所述气液分离器通过管路依次经压力控制阀和第三截止阀与固相分离器出口连通,所述气液分离器上部设有气体出口,下部设有液体出口;所述天然气水合物钻井液通过管路经第一截止阀与固相分离器入口连通。2.根据权利要求1所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置,其特征在于,所述第一过滤装置包括底座、压环、过滤片和垫片,所述底座为中空圆柱结构,所述压环、过滤片和垫片固定在底座内壁,且过滤片位于压环和垫片之间,所述底座固定在筒体内壁,且二者之间气密连接。3.根据权利要求1或2所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置,其特征在于,所述第二过滤装置包括滤网筒、过滤网、接头和导管,所述滤网筒为侧壁设有过滤孔的中空圆柱结构,所述过滤网包裹住滤网筒的侧壁,所述滤网筒的上端封闭,下端通过接...
【专利技术属性】
技术研发人员:李小森,张郁,王屹,李刚,黄宁生,陈朝阳,
申请(专利权)人:中国科学院广州能源研究所,
类型:发明
国别省市:广东,44
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