气体水合物生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种气体水合物生成装置，其包括在其中生成气体水合物的反应腔，其中，原料水和原料气能进入到反应腔内并在反应腔内反应生成气体水合物。通过使用这种气体水合物生成装置能将天然气转换为气体水合物，由此方便了对天然气进行运输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气储运领域，具体涉及一种气体水合物生成装置。
技术介绍
对于天然气的开发来说，对采集到的天然气进行运输是一个非常重要的研究课题。如果采集到的天然气无法顺利运输到需要的地方，无法将其充分利用，那么将会严重影响到我国的油气开发技术的发展。在现有技术中，通常在油气井周围修建天然气运输管道，通过天然气运输管道直接将天然气输送到目的地。但是这样运输天然气十分容易使天然气逸出而造成损失，使得大量的天然气无法得到有效利用。另外，建造集成运输系统的工程量较大，成本颇高，对产气量和运输距离均有要求，十分不便。尤其是边远井、海上油气田开发以及油田伴生气回收，对产气量和运输距离的要求更是严格，造成了边远井、海上油气田开发以及油田伴生气回收的开发受到极大的阻碍，十分不利于我国的油气开发。因此，需要一种能使天然气便于运输的装置。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种气体水合物生成装置，通过使用这种气体水合物生成装置能将天然气转换为气体水合物，由此方便了对天然气进行运输。根据本专利技术提出了一种气体水合物生成装置，包括在其中生成气体水合物的反应腔，其中，原料水和原料气能进入到反应腔内并在反应腔内反应生成气体水合物。通过使用本专利技术的气体水合物生成装置，能将原料水和原料气通入到反应腔中，并使原料水和原料气在反应腔内反应生成气体水合物。气体水合物为固态的，易于储存。通过运输这种易于储存的气体水合物，能方便地将天然气运输到所需的地方。在一个实施例中，气体水合物生成装置还包括设置于反应腔的上游处并与反应腔相连通的原料气通道和水通道。原料气可经原料气通道进入到反应腔内，原料水可经水通道进入到反应腔内。原料气通道可与天然气井的井口相连通，使得天然气能源源不断地进入到转换单元内。另外，使用者还能经水通道通入气态水，为气体水合物的生成提供原材料。在一个实施例中，在水通道上设置有控制阀，通过调节控制阀能调节水通道内的流体流量。使用者可控制控制阀，在气体水合物生成装置内的环境适合于生成气体水合物时，再通入原料水，以保证气体水合物生成装置能按照预期而生成气体水合物。另外，还可通过通入原料水的多少而控制气体水合物的生成量，由此令使用者可对生成气体水合物的过程精确掌握。在一个实施例中，在原料气通道、水通道和反应腔的连通处设置有转换单元，其中，气态水能进入到转换单元内，并在穿过转换单元后转换为原料水，原料水为液态水或固态水。通过这种结构实现了从气态水到原料水的转换。即，经水通道进入到转换单元内的是气态水，而在转换单元内将气态水转换为原料水，保证了原料水能有效进入到反应腔内，而不会在水通道处即与原料气发生反应生成气体水合物。由此，生成的气体水合物不会堵塞水通道的入口，保证了水通道的畅通，由此保证了气体水合物生成装置能顺利工作。在一个实施例中，转换单元包括收缩腔，收缩腔的截面积沿从上游到下游的方向单调递减，和设置于收缩腔下游并与收缩腔相连通的扩张腔，扩张腔与反应腔相连通，扩张腔的截面积沿从上游到下游的方向单调递增，其中，在气态水穿过收缩腔和扩张腔后，气态水的流速增大至超声速。通过这种结构的转换单元能在气态水流出收缩腔时加速到声速状态，然后再扩张端内使气态水的流速进一步增大至超声速状态。当气态水加速至超声速状态时，气态水会产生激波现象，并由此降低气态水的压强和温度，使气态水液化成原料水。原料水为分散在原料气的气流中的液体状的或者冰晶状的，甚至可达到微米级的雾滴状或者冰晶状。这种原料水继续随原料气的气流一起经反应腔入口进入到反应腔内。在一个实施例中，气体水合物生成装置还包括设置于反应腔的下游处并与反应腔相连通的分离单元，其中，分离单元将气体水合物与未反应的原料气分离开。通过这种结构能有效地将生成的气体水合物与未反应的原料气分离开，由此能得到较为纯粹的气体水合物，方便了使用者对气体水合物进行收集。在一个实施例中，在分离单元的内部形成具有圆形截面的分离腔，反应腔沿分离腔的圆形截面的切向与分离腔相连通。气体水合物与未反应的原料气一起沿切向进入到分离腔内，能在分离腔内沿旋转的路径流动。此时，气体水合物受到离心力的作用而被甩到分离腔的内壁上，并顺着分离腔的内壁滑落，由此实现气体水合物与未反应的原料气之间的分离。在一个实施例中，分离腔为圆锥形分离腔，圆锥形分离腔的截面积沿从上到下的方向单调递减。这种圆锥形的分离腔能有效将气体水合物引导到一起，以进一步方便对气体水合物进行收集。在一个实施例中，气体水合物生成装置还包括与分离腔相连通并设置于分离腔下方的储罐，其中，气体水合物能进入到储罐内。气体水合物生成装置还包括与分离腔相连通并设置于分离腔上方的流出通道，其中，未反应的原料气能进入到流出通道内。气体水合物能在分离单元的引导下进入到储罐内，通过储罐将气体水合物收集在一起。然后通过运输储罐即可运输其中的气体水合物。另外，未反应的原料气能经流出通道流出，由此可将未反应的原料气导出到气体水合物生成装置之外。与现有技术相比，本专利技术的气体水合物生成装置的优点在于：(1)通过使用本专利技术的气体水合物生成装置，能将原料水和原料气通入到反应腔中，并使原料水和原料气在反应腔内反应生成气体水合物。(2)气体水合物为固态的，易于储存。(3)通过运输这种易于储存的气体水合物，能方便地将天然气运输到所需的地方。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中显示了：图1是本专利技术的气体水合物生成装置的一个实施例的结构示意图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。图1示意性地显示了本专利技术的气体水合物生成装置100的大体结构。气体水合物生成装置100包括反应腔5。将原料水和原料气通入到反应腔5内之后，原料水和原料气可在反应腔5内发生反应以生成气体水合物。气体水合物生成装置100可用于天然气田，此时原料气为天然气。天然气主要由甲烷、乙烷和二氧化碳等气体组成。对于天然气来说，气体水合物为天然气水合物，是水与甲烷、乙烷、二氧化碳等小分子气体在一定的压力和温度条件下形成的晶体物质。这种晶体形态的气体水合物与天然气相比更方便运输，由此可通过运输气体水合物来方便地运输天然气。另外，天然气是一种可燃，甚至易燃的气体，通过将其转换为气体水合物进行运输还能有效防止天然气的非预期爆燃，由此有效保证了使用者和环境的安全。这里的原料水可以为液态水，也可以为固态水。如图1所示，反应腔5具有反应腔入口51和反应腔出口52。在反应腔入口51和反应腔出口52之间可形成供流体通过的路径。原料气和原料水可通过反应腔入口51进入到反应腔5内进行反应，然后生成的气体水合物会夹杂在未发生反应的原料气和原料水中由反应腔出口52离开反应腔5。这里可令原料水呈分散状，以提高原料气和原料水的反应效率。例如，在原料水为液态水时，令原料水表现为分散在原料气的气流中的小液滴；而在原料水为固态水时，原料水表现为分散在原料气的气流中的小冰晶。在反应腔5的反应腔入口51的上游处设置有原料气通道1。原料气通道1可连接天然气井，以使天然气井中的天然气(原料气)可直接进入到气体水合物生成装置100中。在反应腔5的反应腔入口51的上游处还设置有水通道3，水通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体水合物生成装置，包括在其中生成气体水合物的反应腔，其中，原料水和原料气能进入到反应腔内并在所述反应腔内反应生成气体水合物。

【技术特征摘要】
1.一种气体水合物生成装置，包括在其中生成气体水合物的反应腔，其中，原料水和原料气能进入到反应腔内并在所述反应腔内反应生成气体水合物。2.根据权利要求1所述的气体水合物生成装置，其特征在于，还包括设置于所述反应腔的上游处并与所述反应腔相连通的原料气通道和水通道。3.根据权利要求2所述的气体水合物生成装置，其特征在于，在所述水通道上设置有控制阀，通过调节所述控制阀能调节水通道内的流体流量。4.根据权利要求2或3所述的气体水合物生成装置，其特征在于，在所述原料气通道、水通道和反应腔的连通处设置有转换单元，其中，气态水能进入到所述转换单元内，并在穿过所述转换单元后转换为原料水，所述原料水为液态水或固态水。5.根据权利要求4所述的气体水合物生成装置，其特征在于，所述转换单元包括收缩腔，所述收缩腔的截面积沿从上游到下游的方向单调递减，和设置于所述收缩腔下游并与收缩腔相连通的扩张腔，所述扩张腔与所述反应腔相连通，所述扩张腔的截面积沿从上游到下游的方向单调递增，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟科华，李伟，黄辉，李长河，丁垚，黄业千，王荣娟，纪小婷，秦冬冬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11