一种天然气水合物岩样制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及天然气水合物岩石物理实验用的一种天然气水合物岩样制备装置，它主要由高温高压反应釜、模拟地层、导入口、导出口、温度控制系统、围压泵、支撑钢板、固定导轨、球阀、滑动板、旋转控制器、钻杆、输入管、输出管和泥浆罐构成。该装置利用高温高压反应釜制备得到天然气水合物地层，然后利用滑动板和旋转控制器控制钻杆对制备好的天然气水合物地层进行钻孔成型，整个过程都充分考虑了天然气水合物稳定的压力和稳定条件，最终得到适用于天然气水合物实验用的天然气水合物岩样。本实用新型专利技术结构简单，操作方便，能够为天然气水合物后续实验提供可靠的实验岩样。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物岩样制备装置
本技术涉及天然气水合物岩石物理实验设计
，更具体地涉及一种天然气水合物岩样制备装置。
技术介绍
天然气水合物是指深水泥线下地层中的一种在一定低温高压下由水和天然气组成的类冰的、其遇火即可燃烧的稳定存在的沉积物。天然气水合物广泛分布于海洋沉积物、陆上永久冻土带及陆上湖泊中，储量极其丰富，被视为未来石油、天然气等常规能源的有效替代能源。天然气水合物的一个典型特征是仅在低温高压条件下稳定存在，对温度敏感性强，在天然气水合物开采过程中，由于井壁周围环境温度升高，改变了周围水合物地层的温度环境，造成水合物的分解，天然气水合物的分解一方面可以产生170多倍体积增加的变化，释放出的大量气体会侵入井筒内，气体不断地向上喷发，最终导致严重的事故；另一方面水合物的分解将导致该区域地层的不稳定，如发生塌陷的现象，会破坏整个层位，形成恶性循环，使周围的水合物全部分解，最终导致固井的失败等一系列问题。2017年5月18日，我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续7天19个小时的稳定产气，取得天然气水合物试开采的历史新突破，但是目前关于天然气水合物开采研究仍处于试验研究模拟阶段，关于天然气水合物工业开采还有许多技术问题亟待解决。对地层油气开采，岩样的室内试验，例如岩石的力学性能试验，岩石的孔隙度、渗漏率及饱和度指数，是我们能够清晰认识地层情况最常用的手段，关于天然气水合物的室内试验，目前主要是利用加压制备岩样骨架，然后输入甲烷气体和水在岩样孔隙中生成水合物，得到天然气水合物，上述天然气水合物岩样的制备，无法对岩样进行后续实验研究，并且模拟的井眼，表面光滑，与实际钻井钻取得到的井眼相差甚大，这对后续的实验，会造成很大的误差，甚至是错误的实验结果。
技术实现思路
本技术目的是为了克服现有关于天然气水合物实验装置中天然气水合物岩样制备与现实岩样差距太大的不足，提供了一种天然气水合物岩样制备装置，该装置首先制备模拟天然气水合物地层，然后在此基础上模拟现场钻井，对制备好的模拟天然气水合物地层进行钻孔成型，最终得到适用于天然气水合物实验用的天然气水合物岩样。本技术是通过以下技术方案实现的：一种天然气水合物岩样制备装置，主要由高温高压反应釜、模拟地层、导入口、导出口、温度控制系统、围压泵、支撑钢板、固定导轨、球阀、滑动板、旋转控制器、钻杆、输入管、输出管和泥浆罐构成；所述高温高压反应釜内部填充有模拟地层，高温高压反应釜的左端连接围压泵，高温高压反应釜的右端连接温度控制系统，高温高压反应釜的下端开设有导入口，高温高压反应釜的上端固定连接支撑钢板；所述支撑钢板中部开设有一个贯穿圆孔，支撑钢板右侧开设有一个圆孔，支撑钢板上端固定连接固定导轨，支撑钢板中部与球阀连接；所述滑动板与固定导轨连接，滑动板可以在固定导轨上上下移动，所述滑动板中部设置有旋转控制器；所述钻杆贯穿旋转控制器，钻杆与旋转控制器固定连接，钻杆下端位于球阀上部；所述输入管一端与钻杆连接；输入管另一端与泥浆罐连接；所述输出管一端与泥浆罐连接，输出管的另一端通过支撑钢板右侧的圆孔与支撑钢板连接。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术充分模拟现场天然气水合物开采的特点，制备得到的天然气水合物岩样与实际岩样更加接近；该装置结构简单，操作方便，能够为天然气水合物后续实验提供可靠的实验岩样。附图说明图1是本技术一种天然气水合物岩样制备装置的结构示意图。图中：1、高温高压反应釜；2、模拟地层；3、导入口；4、导出口；5、温度控制系统；6、围压泵；7、支撑钢板；8、固定导轨；9、球阀；10、滑动板；11、旋转控制器；12、钻杆；13、输入管；14、输出管；15、泥浆罐。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步具体说明：如图1所示，本技术一种天然气水合物岩样制备装置，包括高温高压反应釜1、模拟地层2、导入口3、导出口4、温度控制系统5、围压泵6、支撑钢板7、固定导轨8、球阀9、滑动板10、旋转控制器11、钻杆12、输入管13、输出管14和泥浆罐15；所述高温高压反应釜1内部填充有模拟地层2，高温高压反应釜1的左端连接围压泵6，高温高压反应釜1的右端连接温度控制系统5，高温高压反应釜1的下端开设有导入口3，高温高压反应釜1的上端固定连接支撑钢板7；所述支撑钢板7中部开设有一个贯穿圆孔，支撑钢板7右侧开设有一个圆孔，支撑钢板7上端固定连接固定导轨8，支撑钢板7中部与球阀9连接；所述滑动板10与固定导轨8连接，滑动板10可以在固定导轨8上上下移动，所述滑动板10中部设置有旋转控制器11；所述钻杆12贯穿旋转控制器11，钻杆12与旋转控制器11固定连接，钻杆12下端位于球阀9上部；所述输入管13一端与钻杆12连接；输入管13另一端与泥浆罐15连接；所述输出管14一端与泥浆罐15连接，输出管14的另一端通过支撑钢板7右侧的圆孔与支撑钢板7连接。用该装置进行天然气水合物岩样制备的步骤如下：步骤A：关闭球阀9，通过温度控制系统5控制高温高压反应釜1内的温度为16℃，通过围压泵6控制高温高压反应釜1内的压力为9MPa，通过导入口3向高温高压反应釜1充入甲烷气体和水。步骤B：打开球阀9，通过固定导轨8上的滑动板10向下移动和旋转控制器11的旋转，带动钻杆12向下旋转移动，此时的从泥浆罐15中流出的泥浆经过输入管13、钻杆12内部，进入高温高压反应釜1内，然后携带岩屑从与支撑钢板7右侧圆孔连接的输出管14循环回泥浆罐15中。步骤C：完成天然气水合物岩样的制备，关闭球阀9，控制通过温度控制系统5控制高温高压反应釜1内的温度为16℃，通过围压泵6控制高温高压反应釜1内的压力为9MPa。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气水合物岩样制备装置，其特征在于，该制备装置由高温高压反应釜(1)、模拟地层(2)、导入口(3)、导出口(4)、温度控制系统(5)、围压泵(6)、支撑钢板(7)、固定导轨(8)、球阀(9)、滑动板(10)、旋转控制器(11)、钻杆(12)、输入管(13)、输出管(14)和泥浆罐(15)构成，其特征在于：所述高温高压反应釜(1)内部填充有模拟地层(2)，高温高压反应釜(1)的左端连接围压泵(6)，高温高压反应釜(1)的右端连接温度控制系统(5)，高温高压反应釜(1)的下端开设有导入口(3)，高温高压反应釜(1)的上端固定连接支撑钢板(7)；所述支撑钢板(7)中部开设有一个贯穿圆孔，支撑钢板(7)右侧开设有一个圆孔，支撑钢板(7)上端固定连接固定导轨(8)，支撑钢板(7)中部与球阀(9)连接；所述滑动板(10)与固定导轨(8)连接，滑动板(10)可以在固定导轨(8)上上下移动，所述滑动板(10)中部设置有旋转控制器(11)；所述钻杆(12)贯穿旋转控制器(11)，钻杆(12)与旋转控制器(11)固定连接，钻杆(12)下端位于球阀(9)上部；所述输入管(13)一端与钻杆(12)连接；输入管(13)另一端与泥浆罐(15)连接；所述输出管(14)一端与泥浆罐(15)连接，输出管(14)的另一端通过支撑钢板(7)右侧的圆孔与支撑钢板(7)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物岩样制备装置，其特征在于，该制备装置由高温高压反应釜(1)、模拟地层(2)、导入口(3)、导出口(4)、温度控制系统(5)、围压泵(6)、支撑钢板(7)、固定导轨(8)、球阀(9)、滑动板(10)、旋转控制器(11)、钻杆(12)、输入管(13)、输出管(14)和泥浆罐(15)构成，其特征在于：所述高温高压反应釜(1)内部填充有模拟地层(2)，高温高压反应釜(1)的左端连接围压泵(6)，高温高压反应釜(1)的右端连接温度控制系统(5)，高温高压反应釜(1)的下端开设有导入口(3)，高温高压反应釜(1)的上端固定连接支撑钢板(7)；所述支撑钢板(7)中部开...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋倩，熊钰，樊东昌，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51