一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，包括液体注入单元、气体注入单元、开采模拟单元、恒温控制单元、水合物制备处理单元以及数据采集单元，开采模拟单元包括钻井模拟装置和水合物模拟反应釜，钻井模拟装置包括往复式电动推力缸、模拟钻杆以及中空角式减速器，通过往复式电动推力缸控制钻杆在水合物模拟反应釜内上下往复运动，并采用中空角式减速器控制钻杆旋转，恒温控制单元为水合物模拟反应釜提供低温恒温，液体注入单元、气体注入单元以水合物制备处理单元分别与水合物模拟反应釜相连接，数据采集单元用于采集开采参数。本发明专利技术能够实现固态流化开采过程模拟，从而推进海洋天然气水合物开采的工业化进程。进程。进程。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统


[0001]本专利技术涉及天然气水合物实验
，具体涉及一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统。

技术介绍

[0002]天然气水合物是由水和天然气在高压低温环境下生成的非化学计量性笼状晶体物质，是一种高密度、高热值的非常规能源，主要分布于水深大于三百米的海洋及陆地永久冻土带沉积物中，其中海洋天然气水合资源量是陆地冻土带的一百倍以上，海洋天然气水合物的开采备受关注，天然气水合物被普遍认为将是21世纪最有潜力的接替能源，同时也是目前尚未开发的储量最大的一种新能源。
[0003]目前实验室对于天然气水合物开采方式的研究多针对降压法、注热法、注化学药剂等，但是缺少在实验室内模拟水合物在海底温度和压力相对稳定的条件下固态流化的开采过程，进而不能获得工程上需要的天然气水合物开采速度、压力控制、安全性等参数。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，以解决现有技术缺少在实验室内模拟水合物在海底温度和压力相对稳定的条件下固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，其特征在于：所述开采模拟实验系统包括液体注入单元、气体注入单元、开采模拟单元、恒温控制单元、水合物制备处理单元以及数据采集单元；所述开采模拟单元包括钻井模拟装置和水合物模拟反应釜，所述水合物模拟反应釜具有填充有实验砂的反应腔室，所述钻井模拟装置包括往复式电动推力缸、模拟钻杆以及中空角式减速器，所述往复式电动推力缸固定在所述水合物模拟反应釜的上方，所述模拟钻杆的一端与所述往复式电动推力缸的输出端相连接，所述模拟钻杆的另一端穿入所述水合物模拟反应釜的反应腔室内，所述中空角式减速器安装在所述模拟钻杆上；所述恒温控制单元为供所述水合物模拟反应釜置入的低温恒温浴槽；所述液体注入单元与所述水合物模拟反应釜的反应腔室通过海水注入管线相连接，所述气体注入单元与所述水合物模拟反应釜的反应腔室通过天然气注入管线相连接，所述水合物制备处理单元与所述水合物模拟反应釜的反应腔室通过开采产物输出管线相连接；所述数据采集单元包括计算机、布置在所述水合物模拟反应釜上并与所述计算机相连接的压力测量点、温度测量点、计量测量点。2.根据权利要求1所述的一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，其特征在于：所述水合物模拟反应釜包括自上至下依次设置的反应釜上盖、反应釜筒体以及反应釜下盖，所述反应釜上盖、反应釜筒体以及反应釜下盖相连接并组成封闭的所述反应腔室，所述钻井模拟装置安装于所述反应釜上盖，所述海水注入管线和所述天然气注入管线分别自所述反应釜下盖接入所述反应腔室内，且所述反应腔室内分别布置有安装在所述反应釜下盖上的所述压力测量点和所述温度测量点，其中，所述压力测量点和所述温度测量点均为传感器。3.根据权利要求2所述的一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，其特征在于：所述钻井模拟装置还包括固定基座、移动基座以及导向立柱，所述固定基座设置在所述反应釜上盖的上方，且所述固定基座与所述反应釜上盖之间通过多根所述导向立柱相连接，所述往复式电动推力缸安装在所述固定基座的顶面中部，所述移动基座位于所述反应釜上盖的下方与所述往复式电动推力缸的输出活塞端相连接，在所述移动基座上设有多个供所述导向立柱穿插的滑孔，且所述滑孔与所述导向立柱之间设有扶正器。4.根据权利要求3所述的一种海洋天然气水合物固态流化的开采模拟实验系统，其特征在于：所述中空角式减速器位于所述移动基座和所述反应釜上盖之间安装在所述模拟钻杆上，且所述中空角式减速器上配备连接有伺服电机。5.根据权利要求4所述的一种海洋天然气水合物固...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞维新，李清平，黄婷，周云健，何玉发，赵晶瑞，
申请(专利权)人：中海油研究总院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：