一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，包括筒体，筒体包括管体、盖体和底堵，在管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在盖体上开设通孔，在通孔中安设进气管，该进气管出气端位于该管体内腔，在底堵开设出砂流道，在管体的侧壁上开设进口，在管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在上层防砂网和下层防砂网之间填充挡砂滤料，上层防砂网位于进口的下方，在上层防砂网上经进口填充储层砂浆层，储层砂浆层的上表面高于进口并位于进气管出气端的下方，下层防砂网位于底堵的上方，在盖体和底堵上设有数个安装孔。管体材料为透明玻璃钢，具有可视化功能，便于对天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验过程、防砂效果直观观察，其结构简单，方便开展试验。

A visual reaction kettle for sand control test of gas hydrate mining

The utility model discloses a sand test visualization reactor for exploitation of natural gas hydrate, including cylinder body, cylinder body comprises a tube body and a cover body and a bottom plug, at the upper end of the pipe body covered with a cover body, at its lower end provided with a bottom wall, a through hole is arranged on the cover body, install the inlet pipe in the through hole, the gas inlet pipe and outlet end is located in the lumen of the tubular body, a bottom plug in open channel sand, an inlet in the side wall of the tube body, the upper and lower net setting sand sand net body cavity tube in the upper and lower net sand sand filling sand filter network the upper, below the sand prevention network is located in the entrance, in the upper sand filled reservoir online import mortar layer, reservoir mortar layer on the surface is higher than the import and is located below the outlet end of the air inlet pipe, the lower anti sand above the network is located in the bottom plug, the cover body and the bottom plug is provided with a plurality of mounting holes . The tube material is transparent FRP. It has the visualization function. It is easy to observe the experiment process and sand control effect in every stage of natural gas hydrate mining and sand control test. Its structure is simple and convenient to carry out experiments.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜
本技术涉及一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜。
技术介绍
天然气水合物，一种由甲烷等气体和水分子在高压低温条件下形成的类冰状固体，作为新世纪最理想的潜在替代能源正日益引起世界各国高度重视。天然气水合物赋存于极地多年冻土带以及水深500米或更深的海底以下数百米的沉积层中，其在低温和高压环境中呈稳定状态。目前国内外基于天然气水合物的合成、分解及开采工艺方法进行了较多研究，大部分的实验研究还处于天然气水合物相平衡和动力学的基础理论领域。近年来，国外实施了多次水合物试采工程，几乎每一次天然气水合物试采都因为出砂严重而被迫终止，因此，水合物储层的出砂问题已成为制约天然气水合物有效安全开发的关键因素。反应釜是开展天然气水合物各种试验研究的核心装置，然而较多的研究重点侧重于实验工艺及方法，对于天然气水合物开采防砂模拟反应釜研究较少，尤其是在模拟不同地下储层中天然气水合物开采情况下，出砂、防砂试验的反应釜。
技术实现思路
本技术的目的为了要解决上述技术问题而提供一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，其结构简单，具有可视化性质、便于直观观察实验过程、防砂效果、方便开展试验。为了实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，它包括一筒体，所述筒体包括透明玻璃钢管体、盖体和底堵，在所述管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在所述盖体上开设与该管体内腔连通的通孔，在所述通孔中安设进气管，该进气管出气端位于该管体内腔，在该底堵开设与该管体内腔连通的流道，在该管体的侧壁上开设与该管体内腔连通的进口，在该管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在所述上层防砂网和所述下层防砂网之间填充挡砂滤料，该上层防砂网位于该进口的下方，在该上层防砂网上经所述进口填充储层砂浆层，该储层砂浆层的上表面高于该进口并位于所述进气管出气端的下方，该下层防砂网位于底堵的上方，在所述筒体上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔。所述底堵的流道为漏斗状，在所述流道的底部螺接出砂管。所述进气管大致呈倒“T“型状，其上部为中空管体，其底部出气端为均匀分布的出气孔。所述筒体的管体与上盖、底堵均为螺纹密封连接。所述管体与所述盖体的螺接处，该管体为外螺纹，与之螺接的该盖体为内螺纹。在所述筒体管体的内壁上开设一环形台阶，在所述台阶处固设下层防砂网，所述台阶与所述下层防砂网之间设置密封圈。所述上层防砂网活动地铺设于挡砂滤料上。本技术的有益效果：筒体的管体材料为透明玻璃钢，具有耐压性质，及可视化功能，便于对天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验过程、防砂效果直观观察，其结构简单，方便开展试验。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术的一种天然气水合物开采防砂模拟试验可视化反应釜，它包括一筒体1，筒体1包括透明玻璃钢管体11、盖体12和底堵13，在管体11的上端盖设一盖体12，在其下端安设一底堵13，在盖体12上开设与管体11内腔连通的通孔121，在通孔121中安设进气管2，该进气管2出气端位于管体11内腔的上部，在底堵13开设与管体11内腔连通的流道131，在管体11的侧壁上开设与管体11内腔连通的进口111，在进口111处安装液固两相流管路，在管体11内腔安装上层防砂网3和下层防砂网4，在上层防砂网3和下层防砂网4之间填充挡砂滤料5，上层防砂网3位于进口111的下方，在上层防砂网3上经进口111填充储层砂浆层6，储层砂浆层6的上表面高于进口111并位于进气管2出气端的下方，下层防砂网4位于底堵13的上方，在筒体的管体11、盖体12和底堵13上分别设有安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔7。筒体的安装孔内设置有若干个温度、压力、流量传感器探头，可以对防砂、出砂试验过程实施动态监测，分析天然气水合物开采防砂试验各个阶段的压力变化及对应的渗流规律。底堵13的流道131为漏斗状，在流道131的底部螺接出砂管8。为了避免高压试验条件下的射流现象，进气管2大致呈倒“T“型状，其上部为中空管体，其底部为均匀分布的出气孔。管体11与盖体12、底堵13均为螺纹密封连接。管体11的上端为外螺纹，与之螺接的盖体12为内螺纹；管体11的下端为内螺纹，与之螺接的底堵13为外螺纹。在筒体管体11的内壁上开设一环形台阶112，在台阶112处固设下层防砂网4，台阶112与所下层防砂网4之间设置密封圈。上层防砂网3活动地铺设于挡砂滤料5上；可根据模拟条件来调节所需挡砂滤料的厚度。管体材料具有透明且耐压性质，具有可视化功能，便于对天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验过程、防砂效果直观观察，方便开展试验。通过调节筒体容纳腔内(气液固三相流或液固两相流)与底端(下层防砂网下部)的压差，气体、液体从挡砂滤料中渗流析出的同时会携带出相应粒径分布的储层砂，根据不同压差，不同挡砂滤料规格、滤料厚度、滤料均匀系数等参数条件下，气、液渗流析出时携带出的储层砂颗粒粒径和质量及气、液累计流量，模拟天然气水合物实际开采过程中，不同降压方案与不同完井防砂方式下的出砂量、出砂规律与产能预测。本技术的一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜的工作原理是：首先，将不同粒径规格及不同厚度的挡砂滤料装入管体的内腔中，即上层防砂网与下层防砂网之间，下层防砂网固设在管体的台阶处，上层防砂网铺设在挡砂滤料的上表面，并充分振动压实,用以模拟天然气水合物实际开采井的挡砂砾石充填层；之后，拟开采区域天然气水合物储层或仿真储层的固液两相砂浆，经循环搅拌系统充分搅拌后，由恒速恒压泵通过管体的进口把液固两相流注入管体的内腔，同时，经稳压系统输出的高压气体由安装在盖体上的进气管均匀压入管体内腔，通过调节安装在进口处的液固两相流管路的阀门与盖体上进气管上的阀门，控制管体内腔内气液固三相流或液固两相流(关闭气体注入阀门)与管体底部的底堵出砂流道的压差(模拟实际开采压降)；通过具有可视化功能的管体，直接对天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验过程、防砂效果直观观察，便于了解出砂规律、分析出砂机理，并结合测定反应釜进口、盖体上进气管及底堵所设置温度、压力、流量传感器数据探头，可以对防砂、出砂试验过程实施动态监测，分析天然气水合物开采防砂试验各个阶段的实验参数变化；通过对反应釜底堵流道中所携带出的砂粒进行粒度分析，计算出砂量、产气量与产水量，分析挡砂滤料的挡砂精度及预测实际开采井产能，为开采防砂方案的制定提供支撑。本技术结构简单、加工成本低且试验周期短等优点。以上实施例的揭示仅用以说明本技术，并非用以限制本技术，故举凡等效元件的置换仍应属本技术的范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，其特征在于：它包括一筒体，所述筒体包括透明玻璃钢管体、盖体和底堵，在所述管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在所述盖体上开设与该管体内腔连通的通孔，在所述通孔中安设进气管，该进气管出气端位于该管体内腔，在该底堵开设与该管体内腔连通的流道，在该管体的侧壁上开设与该管体内腔连通的进口，在该管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在所述上层防砂网和所述下层防砂网之间填充砂砾石层，该上层防砂网位于该进口的下方，在该上层防砂网上经所述进口填充储层砂浆层，该储层砂浆层的上表面高于该进口并位于所述进气管出气端的下方，该下层防砂网位于底堵的上方，在所述筒体上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔。

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，其特征在于：它包括一筒体，所述筒体包括透明玻璃钢管体、盖体和底堵，在所述管体的上端盖设一盖体，在其下端安设一底堵，在所述盖体上开设与该管体内腔连通的通孔，在所述通孔中安设进气管，该进气管出气端位于该管体内腔，在该底堵开设与该管体内腔连通的流道，在该管体的侧壁上开设与该管体内腔连通的进口，在该管体内腔设置上层防砂网和下层防砂网，在所述上层防砂网和所述下层防砂网之间填充砂砾石层，该上层防砂网位于该进口的下方，在该上层防砂网上经所述进口填充储层砂浆层，该储层砂浆层的上表面高于该进口并位于所述进气管出气端的下方，该下层防砂网位于底堵的上方，在所述筒体上设有数个安设温度、压力、流量传感器探头的安装孔。2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物开采防砂试验可视化反应釜，其特征在于：所述底堵的流道为漏斗状，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶成明，何计彬，李小杰，解伟，潘德元，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：新型
国别省市：河北,13