本实用新型专利技术公开评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置，包括高压反应釜、高低温恒温箱、超声波系统、注气注液系统、气液固分离系统、压力控制系统和数据采集系统，高压反应釜设置在高低温恒温箱内，高低温恒温箱用于控制高压反应釜内的温度，从而模拟海底水合物储层的温度环境，高压反应釜为横置T型，其纵向腔体作为水合物储层模拟腔，其横向腔体作为水合物开采产出腔。本实用新型专利技术优点在于，结构简单、操作简便、可靠性好，能模拟大频率超射波发生器对水合物储层的振动以及对防砂筛网及防砂筛网处砂颗粒的振动，进而评价基于超声波增产与防砂筛网减堵进行水合物开采时气液固的产出，为天然气水合物勘探与开发提供技术支持。
【技术实现步骤摘要】
评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置
本技术涉及天然气水合物勘探与开发
，尤其涉及评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置。
技术介绍
天然气水合物是由水和气体(主要为甲烷)在高压低温的环境下形成的似冰状固体物质。天然气水合物分布广泛，资源丰富，估计水合物中天然气资源量为2×1016m3，相当于2×105亿吨油当量，是全球常规燃料总碳量的2倍，我国将其纳入中长期科技发展规划。目前对水合物的开采主要有降压法、热激发法、化学试剂法以及CO2/N2置换法，水合物储层大多数为细砂、粉砂以及泥质储层，渗透率较低，渗透性差，水合物开采时不利于水气的流动。从世界范围内已经进行的水合物试采项目来看，井筒出砂是制约水合物长期安全高效开采的重要因素，因此对水合物开采过程中要采取一定的措施进行防砂，但是防砂精度太高的话，随流体运移的砂颗粒对堵塞在筛管处，降低水合物井产能。将大功率超声波发生装置与水合物开采装置联用，通过超声波在水合物储层孔隙中传播产生的“空穴”效应，改善储层渗透率，实现增产目的，并且在防砂筛网处安装超声波发生装置，激发防砂筛网及附近砂颗粒振动，使堵塞防砂筛网的砂颗粒脱落，达到防砂筛网减堵，重新打开产出通道，实现防砂与提高产能的双重目的。目前还没有使用实验手段研究超声波对于储层的振动以及防砂筛网处砂颗粒振动来提高产能的装置，因此研制出基于超声波增产与防砂筛网减堵的水合物开采装置，评价使用超声波振动后气液固产出规律显得尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的在于针对已有的技术现状，提供评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置，该装置结构简单、操作简便、可靠性好，能模拟大频率超射波发生器对水合物储层的振动以及对防砂筛网及防砂筛网处砂颗粒的振动，进而评价基于超声波增产与防砂筛网减堵的水合物开采气液固产出，为天然气水合物勘探与开发提供技术支持。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置，包括高压反应釜、高低温恒温箱、超声波系统、注气注液系统、气液固分离系统、压力控制系统、数据采集系统；所述高压反应釜设置在高低温恒温箱内，高低温恒温箱用于控制高压反应釜内的温度，从而模拟海底水合物储层的温度环境，所述高压反应釜为横置T型，其纵向腔体作为水合物储层模拟腔，其横向腔体作为水合物开采产出腔，所述高压反应釜纵向腔体的外侧壁上设有容置槽，容置槽与高压反应釜纵向腔体的内侧壁之间均匀设有若干注气注液口，容置槽内设有过滤板，容置槽由盖板通过内六角螺钉锁紧密闭形成环空，盖板上设有总进口，高压反应釜纵向腔体的顶盖上设有注水口，所述高压反应釜横向腔体的入口处设有防砂筛网，高压反应釜横向腔体的上侧设有出气出液口，高压反应釜横向腔体的下侧设有刚性管，刚性管下端设有集砂器，刚性管上高压反应釜横向腔体与集砂器之间依次设有第一截止阀和第二截止阀，高压反应釜横向腔体的前端开口并设有高压可视化玻璃；所述超声波系统包括第一超声波发生器、第二超声波发生器、第一超声波换能器、第二超声波换能器，第一超声波换能器设置在高压反应釜纵向腔体的侧壁上，第一超声波换能器与第一超声波发生器连接，第二超声波换能器设置在高压反应釜的横向腔体的侧壁上且第二超声波换能器位于防砂筛网的正上方，第二超声波换能器与第二超声波发生器连接；所述注气注液系统分为注气分路和注液分路，注气分路包括甲烷气瓶、第一压力表、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第二压力表、第三阀门，甲烷气瓶、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第三阀门通过高压管线依次连接，甲烷气瓶与第二阀门之间的高压管线上连接第一压力表，缓冲罐上连接第二压力表，所述注液分路包括恒温循环水浴、平流泵、第五阀门，恒温循环水浴、平流泵、第五阀门通过高压管线依次连接，注气分路与注液分路并线后通过高压管线与第四阀门连接并接入总进口；所述气液分离系统包括气液分离器、第七阀门、集水瓶、第八阀门、气体流量计、集气瓶，气液分离器、第七阀门、集水瓶通过高压管线依次连接，气液分离器、第八阀门、气体流量计、集气瓶通过高压管线依次连接，气液分离器通过高压管线与出气出液口连通；所述压力控制系统分为轴压控制系统和回压控制系统，轴压控制系统包括蒸馏水罐、轴压泵、第一阀门、活塞，活塞设置在高压反应釜内，活塞为倒置T型，活塞上端设有活塞挡块，蒸馏水罐、轴压泵、第一阀门通过高压管线依次连接并接入注水口，回压控制系统包括第六阀门、回压阀，第六阀门、回压阀依次设置在出气出液口与气液分离器之间的高压管线上且第六阀门、回压阀均位于高低温恒温箱外；所述数据采集系统包括轴压传感器、位移传感器、第一孔压传感器、第二孔压传感器、入口压力传感器、出口压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、高速摄像头和计算机，所述轴压传感器接入高压反应釜纵向腔体的顶盖与活塞之间，所述位移传感器与活塞连接，所述第一孔压传感器、第二孔压传感器均接入高压反应釜纵向腔体的底盖与活塞之间，所述入口压力传感器接入过滤板处，所述出口压力传感器接入高压反应釜横向腔体内防砂筛网的右侧，所述第一温度传感器、第二温度传感器均接入高压反应釜纵向腔体的底盖与活塞之间，所述高速摄像头设置在高压可视化玻璃外，轴压传感器、位移传感器、第一孔压传感器、第二孔压传感器、入口压力传感器、出口压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、高速摄像头均通过数据采集信号线接入计算机。本技术的有益效果为：第一超声波换能器设置在高压反应釜纵向腔体的侧壁上，模拟通过超声波在水合物储层孔隙中传播产生的“空穴”效应实现增产的目的，第二超声波换能器设置在高压反应釜的横向腔体的侧壁上且第二超声波换能器位于防砂筛网的正上方，模拟当防砂筛网处砂颗粒聚集而堵塞产出通道时，通过激发防砂筛网及附近砂颗粒振动，使堵塞防砂筛网处的砂颗粒脱落，重新打开产出通道，达到防砂筛网减堵、提高产能的目的，进而评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的效果，实验装置结构简单、操作简便，对我国天然气水合物勘探开发具有重要的经济价值和社会效益，还可以为与水合物相关的高校和科研院所提供科学实验与研究。附图说明附图1为本技术各部件的高压管线连接结构示意图。标注说明：1、蒸馏水罐，2、轴压泵，3、第一阀门，4、甲烷气瓶，5、第一压力表，6、第二阀门，7、调压阀，8、缓冲罐，9、第二压力表，10、第三阀门，11、恒温循环水浴，12、平流泵，13、第五阀门，14、第四阀门，15、入口压力传感器，16、轴压传感器，17、位移传感器，18、第二超声波发生器，19、第六阀门，20、回压阀，21、第八阀门，22、气体流量计，23、集气瓶，24、气液分离器，25、高速摄像头，26、第七阀门，27、集水瓶，28、第一超声波发生器，29、计算机，30、第一孔压传感器，31、注水口，32、活塞挡块，33、活塞，34、高压反应釜，35、第二超声波换能器，36、内六角螺钉，37、第一超声波换能器，38、总进口，39、盖板，40、注气注液口，41、第二孔压传感器，42本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置，其特征在于：包括高压反应釜、高低温恒温箱、超声波系统、注气注液系统、气液固分离系统、压力控制系统、数据采集系统；/n所述高压反应釜设置在高低温恒温箱内，高低温恒温箱用于控制高压反应釜内的温度，从而模拟海底水合物储层的温度环境，所述高压反应釜为横置T型，其纵向腔体作为水合物储层模拟腔，其横向腔体作为水合物开采产出腔，所述高压反应釜纵向腔体的外侧壁上设有容置槽，容置槽与高压反应釜纵向腔体的内侧壁之间均匀设有若干注气注液口，容置槽内设有过滤板，容置槽由盖板通过内六角螺钉锁紧密闭形成环空，盖板上设有总进口，高压反应釜纵向腔体的顶盖上设有注水口，所述高压反应釜横向腔体的入口处设有防砂筛网，高压反应釜横向腔体的上侧设有出气出液口，高压反应釜横向腔体的下侧设有刚性管，刚性管下端设有集砂器，刚性管上高压反应釜横向腔体与集砂器之间依次设有第一截止阀和第二截止阀，高压反应釜横向腔体的前端开口并设有高压可视化玻璃；/n所述超声波系统包括第一超声波发生器、第二超声波发生器、第一超声波换能器、第二超声波换能器，第一超声波换能器设置在高压反应釜纵向腔体的侧壁上，第一超声波换能器与第一超声波发生器连接，第二超声波换能器设置在高压反应釜的横向腔体的侧壁上且第二超声波换能器位于防砂筛网的正上方，第二超声波换能器与第二超声波发生器连接；/n所述注气注液系统分为注气分路和注液分路，注气分路包括甲烷气瓶、第一压力表、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第二压力表、第三阀门，甲烷气瓶、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第三阀门通过高压管线依次连接，甲烷气瓶与第二阀门之间的高压管线上连接第一压力表，缓冲罐上连接第二压力表，所述注液分路包括恒温循环水浴、平流泵、第五阀门，恒温循环水浴、平流泵、第五阀门通过高压管线依次连接，注气分路与注液分路并线后通过高压管线与第四阀门连接并接入总进口；/n所述气液分离系统包括气液分离器、第七阀门、集水瓶、第八阀门、气体流量计、集气瓶，气液分离器、第七阀门、集水瓶通过高压管线依次连接，气液分离器、第八阀门、气体流量计、集气瓶通过高压管线依次连接，气液分离器通过高压管线与出气出液口连通；/n所述压力控制系统分为轴压控制系统和回压控制系统，轴压控制系统包括蒸馏水罐、轴压泵、第一阀门、活塞，活塞设置在高压反应釜内，活塞为倒置T型，活塞上端设有活塞挡块，蒸馏水罐、轴压泵、第一阀门通过高压管线依次连接并接入注水口，回压控制系统包括第六阀门、回压阀，第六阀门、回压阀依次设置在出气出液口与气液分离器之间的高压管线上且第六阀门、回压阀均位于高低温恒温箱外；/n所述数据采集系统包括轴压传感器、位移传感器、第一孔压传感器、第二孔压传感器、入口压力传感器、出口压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、高速摄像头和计算机，所述轴压传感器接入高压反应釜纵向腔体的顶盖与活塞之间，所述位移传感器与活塞连接，所述第一孔压传感器、第二孔压传感器均接入高压反应釜纵向腔体的底盖与活塞之间，所述入口压力传感器接入过滤板处，所述出口压力传感器接入高压反应釜横向腔体内防砂筛网的右侧，所述第一温度传感器、第二温度传感器均接入高压反应釜纵向腔体的底盖与活塞之间，所述高速摄像头设置在高压可视化玻璃外，轴压传感器、位移传感器、第一孔压传感器、第二孔压传感器、入口压力传感器、出口压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、高速摄像头均通过数据采集信号线接入计算机。/n...
【技术特征摘要】
1.评价基于超声波与防砂筛网开采水合物产出的装置，其特征在于：包括高压反应釜、高低温恒温箱、超声波系统、注气注液系统、气液固分离系统、压力控制系统、数据采集系统；
所述高压反应釜设置在高低温恒温箱内，高低温恒温箱用于控制高压反应釜内的温度，从而模拟海底水合物储层的温度环境，所述高压反应釜为横置T型，其纵向腔体作为水合物储层模拟腔，其横向腔体作为水合物开采产出腔，所述高压反应釜纵向腔体的外侧壁上设有容置槽，容置槽与高压反应釜纵向腔体的内侧壁之间均匀设有若干注气注液口，容置槽内设有过滤板，容置槽由盖板通过内六角螺钉锁紧密闭形成环空，盖板上设有总进口，高压反应釜纵向腔体的顶盖上设有注水口，所述高压反应釜横向腔体的入口处设有防砂筛网，高压反应釜横向腔体的上侧设有出气出液口，高压反应釜横向腔体的下侧设有刚性管，刚性管下端设有集砂器，刚性管上高压反应釜横向腔体与集砂器之间依次设有第一截止阀和第二截止阀，高压反应釜横向腔体的前端开口并设有高压可视化玻璃；
所述超声波系统包括第一超声波发生器、第二超声波发生器、第一超声波换能器、第二超声波换能器，第一超声波换能器设置在高压反应釜纵向腔体的侧壁上，第一超声波换能器与第一超声波发生器连接，第二超声波换能器设置在高压反应釜的横向腔体的侧壁上且第二超声波换能器位于防砂筛网的正上方，第二超声波换能器与第二超声波发生器连接；
所述注气注液系统分为注气分路和注液分路，注气分路包括甲烷气瓶、第一压力表、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第二压力表、第三阀门，甲烷气瓶、第二阀门、调压阀、缓冲罐、第三阀门通过高压管线依次连接，甲烷气瓶与第二阀门之间的高压管线上连接第一压力表，缓冲罐上连接第二压力表，所述注...
【专利技术属性】
技术研发人员：方翔宇，宁伏龙，王林杰，张凌，李彦龙，刘志超，罗强，陈鹏飞，徐猛，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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