水合物实验回路保真取样系统及取样方法与流程

本发明涉及主要应用在天然气水合物实验回路取样及各相介质成分研究领域的试验模拟系统及取样方法，具体为水合物实验回路保真取样系统及取样方法。

背景技术：

固态流化开采有望解决海底天然气水合物的开采问题，采用固态流化的方法对天然气水合物进行采掘，破碎后的天然气水合物在管道中的流动就属于多相流动。天然气水合物浆体在运输过程中需要对其组成成分进行多相流在线测量，以确定水合物浆体中各相的体积分数及管道中天然气水合物的输送量。因此，实现天然气水合物的保真取样，测量天然气水合物浆体中各相介质的相体积分数，对海洋天然气水合物的开采、储运及输送具有战略意义。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种水合物实验回路保真取样系统及取样方法，在温压不变条件下对天然气水合物实验回路进行取样，实现天然气水合物浆体中各相介质的相体积分数的测量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：水合物实验回路保真取样系统，包括两条线路，两条线路分别为实验主线路和取样回路；所述的实验主线路依次连接有泵、压力变送器P-001和调节阀CV-001；所述的取样回路依次连接有调节阀CV-002、截止阀V-001、截止阀V-002、保真取样器、截止阀V-003、截止阀V-004；调节阀CV-002连接在实验主线路的调节阀CV-001下游，截止阀V-004连接在实验主线路的泵上游；实验主线路与取样回路首尾连接组成一个循环回路。

截止阀V-001和截止阀V-002之间依次安装有卡箍和卸压阀V-005；截止阀V-003、截止阀V-004之间依次安装有卸压阀V-006和卡箍。

水合物实验回路保真取样系统的取样方法，包括以下过程：

(1)实验主线路作业

在进行实验之前，实验系统中所有的阀门均处于关闭状态；

开始实验，首先打开调节阀CV-001，然后打开泵1，实现实验主线路中的实验介质的流动；压力变送器P-001用于监测泵出口的压力值；

(2)取样回路的取样作业

依次打开取样回路中的调节阀CV-002和截止阀V-001、截止阀V-002、截止阀V-003、截止阀V-004；泵1在运行过程中，在泵1的进出口形成一个压差，从而导致取样回路的两端形成一个压差，当该线路连通后，实验介质在该线路中流动，从而与实验主线路形成一个循环回路；调节阀CV-002调节循环回路的循环流量；

经过一段时间，保真取样器2内的实验介质达到与实验主线路的实验介质一致，则关闭截止阀V-001、截止阀V-002、截止阀V-003、截止阀V-004；缓慢打开截止阀V-005、截止阀V-006，实现截止阀V-001、截止阀V-002之间与截止阀V-003、截止阀V-004之间管段的压力卸载；

打开安装于截止阀V-001之后与截止阀V-004之前的卡箍3，从实验回路中取出保真取样器2；实验结束。

泵送介质经循环回路进入保真取样器内，并再次进入实验主线路内，运行一定时间后，保真取样器内介质与实验介质达到温压、成分均相同，达到保真取样目的。

进一步地，当保真取样器内的实验介质达到与实验主线路的介质一致时，关闭取样回路的所有截止阀，打开取样回路的支路卸压阀，实现管道中的压力卸载。

进一步地，所述的保真取样器的两端通过卡箍与管道相连接，当管道中的压力卸载完成之后，方便保真取样器快速从实验回路中取出。

在上述方案中，所有的实验装置及管道都经过保温处理，最终实现了天然气水合物保真取样的目的。

本发明的有益技术效果是：本发明提供的水合物实验回路保真取样系统及取样方法，可实现实验回路中天然气水合物的保真取样，达到测量天然气水合物浆体中各相介质的相体积分数的目的，对海洋天然气水合物的开采、储运及输送具有战略意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，水合物实验回路保真取样系统，包括两条线路，两条线路分别为实验主线路和取样回路；所述的实验主线路依次连接有泵1、压力变送器P-001和调节阀CV-001；所述的取样回路依次连接有调节阀CV-002、截止阀V-001、截止阀V-002、保真取样器2、截止阀V-003、截止阀V-004；调节阀CV-002连接在实验主线路的调节阀CV-001下游，截止阀V-004连接在实验主线路的泵1上游；实验主线路与取样回路首尾连接组成一个循环回路。

截止阀V-001和截止阀V-002之间依次安装有卡箍3和卸压阀V-005；截止阀V-003、截止阀V-004之间依次安装有卸压阀V-006和卡箍3。

取样方法是泵1送介质经循环回路进入保真取样器2内，并再次进入实验主线路内，运行一定时间后，保真取样器2内介质与实验介质达到温压、成分均相同，达到保真取样目的。

当保真取样器内的实验介质达到与实验主线路的介质一致时，所述卸压阀V-005、卸压阀V-006，实现截止阀V-001、截止阀V-002之间及截止阀V-003、截止阀V-004之间的压力卸载。

进一步地，所述的卡箍3分别安装与截止阀V-001之后和截止阀V-004之前；当截止阀V-001、截止阀V-002之间及截止阀V-003、截止阀V-004之间的压力卸载完成之后，方便保真取样器快速从实验回路中取出。

水合物实验回路保真取样系统的取样方法，包括以下过程：

(1)实验主线路作业

在进行实验之前，实验系统中所有的阀门均处于关闭状态；

开始实验，首先打开调节阀CV-001，然后打开泵1，实现实验主线路中的实验介质的流动；压力变送器P-001用于监测泵出口的压力值；

(2)取样回路的取样作业

依次打开取样回路中的调节阀CV-002和截止阀V-001、截止阀V-002、截止阀V-003、截止阀V-004；泵1在运行过程中，在泵1的进出口形成一个压差，从而导致取样回路的两端形成一个压差，当该线路连通后，实验介质在该线路中流动，从而与实验主线路形成一个循环回路；调节阀CV-002调节循环回路的循环流量；

经过一段时间，保真取样器2内的实验介质达到与实验主线路的实验介质一致，则关闭截止阀V-001、截止阀V-002、截止阀V-003、截止阀V-004；缓慢打开截止阀V-005、截止阀V-006，实现截止阀V-001、截止阀V-002之间与截止阀V-003、截止阀V-004之间管段的压力卸载；

打开安装于截止阀V-001之后与截止阀V-004之前的卡箍3，从实验回路中取出保真取样器2；实验结束。