专利名称：一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气开采装置，特别是关于一种含游离气层的天然气水合物 的开采模拟装置。
技术背景目前天然气水合物己经被广泛地发现存在于永久冻土地带和海底。其含量估计在2000万亿立方米左右，相当于全球已知矿物(石油、煤、天然气)含碳量的两倍。 天然气水合物具有分布范围广、储藏规模大、能量密度高等特点，被认为是21世 纪潜在的新能源之一。开发和利用天然气水合物资源已成为各国政府在能源领域的 当务之急。天然气水合物开采模拟技术有多种，其中，最常用的是一种长管式天然气水合 物开采模拟装置(如图1所示)。在这种装置中，首先在一耐高压管10中填入沉 积物，然后通入水，使水占据沙粒之间的空隙，形成混合物20，然后从耐高压管 10的一端通入天然气30，通过降低整个耐高压管10的温度，使水与天然气迸行水 和反应生成天然气水合物40，之后，从与耐高压管10另一端连接的取气管50处降 低压力，使天然气水合物40取出，由此进行水合物模拟开采。然而，实际上，大多数水合物的底层都存在游离气，这就需要模拟在水合物层 下有游离气的情况，而以上系统不能对水合物底层有游离气体的情况进行模拟。因 此，需要提供一种设备简单、操作方便、能准确模拟有游离气存在情况的天然气水 合物藏的模拟开采装置。 发明内容针对上述问题，本发明的目的是提出一种含游离气层的天然气水合物开采模拟 装置。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 一种含游离气层的天然气水合物 开采模拟装置，其特征在于它包括通过至少一个气压阀连接的一游离气釜和一水 合物反应釜，所述游离气釜和水合物反应釜分别通过导气管连接天然气储气瓶；在 所述水合物反应釜中填充有包含沉积物和饱和水的混合物， 一取气管穿过所述混合 物插设入所述水合物反应釜中。所述天然气储气瓶为一个，所述游离气釜和水合物反应釜分别通过导气管连接 所述天然气储气瓶。所述天然气储气瓶为两个，所述两个天然气储气瓶中的天然气成分相同，所述 游离气釜和水合物反应釜各自通过导气管连接一个天然气储气瓶。所述两个天然气储气瓶中为两种天然气成分，所述游离气釜和水合物反应釜分 别通过一导气管连接其中一个天然气储气瓶。所述两个天然气储气瓶中为两种天然气成分，所述游离气釜和水合物反应釜分 别通过一导气管连接其中的一个天然气储气瓶，同时分别通过另一导气管连接另一 个天然气储气瓶，且各所述导气管上分别设置有通气阀。所述水合物反应釜中的沉积物为砂子。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明设置了各自含游 离气和水合物的游离气釜和水合物反应釜两种装置，然后再连接工作，能够准确模 拟有游离气存在情况的天然气水合物藏的开采。2、本发明在游离气釜和水合物反 应釜两种装置间连接了若干气压阀，使得游离气能够顺利通过水合物层。3、本发 明在游离气釜中设置取气管，靠吸取力将水合物反应釜中的含有游离气的水合物取 出，取气方便，并有效模拟了实际开采中的开采井管。4、本发明在水合物反应釜 中填充有模拟矿物的含有沉积物和饱和水的混合物，然后通入天然气，实现了天然气水合物藏的模拟。5、本发明设备简单，操作方便，可以扩展应用到实际开采设备制造中。
图1是现有技术中一种天然气水合物开采模拟装置的结构示意2是本发明的结构示意图具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图2所示，本发明包括一游离气釜l，游离气釜1通过若干气压阀2连接一 水合物反应釜3，在水合物反应釜3中填充有沉积物(比如砂子)和饱和水的混合 物4， 一取气管5从水合物反应釜3的外部穿过混合物4插设到水合物反应釜3的 底部；游离气釜1和水合物反应釜3分别通过一带有通气阀的导气管6连接到一天 然气储气瓶7上。上述实施例中，气压阀2可以是一个，也可以是两个或三个等。 上述实施例中，天然气储气瓶7可以设置为一个，也可以设置为两个，并且当 两个天然气储气瓶7设置为两个时，可以储有同成分的天然气，各自通过一导气管 6与游离气釜1和水合物反应釜3相连；也可以储有不同成分的天然气，每个储气 瓶7都通过2根导气管6分别与游离气釜1和水合物反应釜3相连。实验时，首先关闭游离气釜1和水合物反应釜3之间的气压阀2，在水合物反 应釜3中填充沉积物(比如砂子)和饱和水的混合物4，然后，从天然气储气瓶7 同时向游离气釜1和水合物反应釜3中通入天然气。此时，在游离气釜1中只有天 然气，用于模拟游离气藏；在水合物反应釜3中，水与天然气发生水合反应，生成 天然气水合物，用于模拟水合物藏。在天然气水合物生成过程完成后，打开游离气 釜1和水合物反应釜3之间的气压阀2，使游离气釜1和水合物反应釜3中的压力 平衡。再从取气管5中抽取天然气水合物，随着水合物反应釜3中的压力降低，游 离气釜1中的游离天然气会通过气压阀2不断进入到水合物反应釜3中，由此实现 对存在游离气的水合物藏的开采模拟。
权利要求
1、一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于它包括通过至少一个气压阀连接的一游离气釜和一水合物反应釜，所述游离气釜和水合物反应釜分别通过导气管连接天然气储气瓶；在所述水合物反应釜中填充有包含沉积物和饱和水的混合物，一取气管穿过所述混合物插设入所述水合物反应釜中。
2、 如权利要求1所述的一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特 征在于所述天然气储气瓶为一个，所述游离气釜和水合物反应釜分别通过导气 管连接所述天然气储气瓶。
3、 如权利要求l所述的一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特 征在于所述天然气储气瓶为两个，所述两个天然气储气瓶中的天然气成分相同， 所述游离气釜和水合物反应釜各自通过导气管连接一个天然气储气瓶。
4、 如权利要求1所述的一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特 征在于所述两个天然气储气瓶中为两种天然气成分，所述游离气釜和水合物反 应釜分别通过一导气管连接一个天然气储气瓶。
5、 如权利要求l所述的一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特 征在于所述两个天然气储气瓶中为两种天然气成分，所述游离气釜和水合物反 应釜分别通过一导气管连接其中的一个天然气储气瓶，同时分别通过另一导气管 连接另一个天然气储气瓶，且各所述导气管上分别设置有通气阀。
6、 如权利要求1或2或3或4所述的一种含游离气层的天然气水合物开采模 拟装置，其特征在于所述水合物反应釜中的沉积物为砂子。
全文摘要
本发明涉及一种含游离气层的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于它包括通过至少一个气压阀连接的一游离气釜和一水合物反应釜，所述游离气釜和所述水合物反应釜分别通过导气管连接天然气储气瓶；在所述水合物反应釜中填充有包含沉积物和饱和水的混合物，一取气管穿过所述混合物插设入所述水合物反应釜中。所述天然气储气瓶可以为一个，也可以为两个，并且两个中的天然气成分可以相同也可以不同。所述沉积物可以为砂子。本发明装置具有设备简单、操作方便、模拟准确等优点，可以应用于存在游离气的水合物藏开采技术的模拟实验中。
文档编号E21C50/00GK101240700SQ200810101620
公开日2008年8月13日 申请日期2008年3月10日 优先权日2008年3月10日
发明者冯志平, 喻西崇, 姚海元, 曾恒一, 朱振宇, 李小森, 李新仲, 李清平, 樊栓狮, 王志君, 白玉湖 申请人:中国海洋石油总公司;中海石油研究中心