压缸，液压缸外管104壁面上下端分别开有液压孔i和液压孔j，活塞107在液压驱动力的作用下在液压缸内沿轴向运动，并带动下支撑盖113、轴承112 —起运动，轴承112推动传力套114锁紧螺母115 —起运动，最终带动花键轴109轴向运动，从而实现切刀116的轴向运动。活塞107与活塞缸内管103、活塞缸外管104、下端盖111间靠O型密封圈105、106、110密封。
[0028]本发明还提供了一种利用上述天然气水合物破碎装置破碎天然气水合物的方法，其特征在于，该方法包括:
[0029](I)在天然气水合物合成实验结束后，关闭反应釜的液相入口、液相出口、气相入口、气相出口，确保釜内水合物处于低温高压环境中，启动反应釜外壁面缠绕的电加热装置，使反应釜内壁面上的水合物受热分解，与反应釜内壁面不再粘合，判断固态水合物与反应釜内壁面脱离后停止加热；
[0030](2)启动反应釜内的搅拌破碎装置，控制切刀下移到固态水合物表面，启动防水电机，切刀旋转切削，破碎作业开始；
[0031](3)破碎作业同时，打开反应釜底部液相入口，向反应釜内栗入水，使破碎后的水合物以浆体形式存在，同时打开反应釜的液相出口，破碎形成的水合物浆体输出。
[0032]本发明的有益效果是:提供了便于研究海洋天然气水合物的采掘的装置，为天然气水合物管输实验提供天然气水合物浆体，方便对天然气水合物进行研究。
[0033]在具体工作时，海洋天然气水合物破碎实验工艺流程:
[0034]破碎预处理作业:
[0035]破碎预处理作业可以使水合物与反应釜内壁脱离，确保破碎作业的顺利进行。具体操作是:反应釜外壁包裹有电加热铜管(电加热装置)，水合物合成实验结束后，关闭反应釜气相入口 C、气相出口 a、液相入口 d、液相出口 b，启动电加热铜管，对反应釜釜壁进行瞬间局部加热，其目的在于使釜内壁面上的水合物受热分解，确保固态水合物不再与反应釜内壁粘合，通过反应釜取压孔e、f测得反应釜内压力，确保反应釜内工况稳定，判断固态水合物与反应釜内壁面脱离后停止加热。
[0036]水合物破碎作业:
[0037]水合物破碎作业主要由搅拌破碎机构8完成。搅拌破碎机构8包括液压控制和电机控制双控制，启动液压系统，液压控制回路中液体由活塞缸内流经液压孔j、软管27、液压控制孔h、釜外液压控制回路后由液压控制孔g、软管28、液压孔i回到液压缸上部，从而推动活塞107、下支撑盖113、轴承112、传力套113、锁紧螺母114向下运动，终而带动花键轴109在花键套108内沿轴向向下运动，切刀116沿轴向向下运动。切刀116到达水合物固态表面时，启动防水电机101，电机101带动联轴器103、花键套108、花键轴109旋转运动，固定于花键轴109上的切刀116随之做旋转切削运动，水合物破碎作业开始。
[0038]水合物浆体输出作业:
[0039]破碎作业开始同时，打开液相进口 d，启动柱塞栗，向反应釜底部注水，同时打开液相出口 b，调节液相进出口节流阀，确保反应釜内压力稳定，搅拌破碎装置8持续作业，破碎后的水合物浆体从液相出口 b运输至多相流管道，用于进一步的水合物管输特性研究。碎作业完成且含有水合物的浆体输出后，停止电机驱动，改变液压控制系统回路方向，液压控制回路中液体由活塞缸内上部经液压孔1、软管28、液压控制孔g、釜外液压控制回路后由液压控制孔h、软管27、液压孔j回到液压缸下部，从而推动活塞107、下支撑盖113、轴承112、传力套113、锁紧螺母114向上运动，终而带动花键轴109在花键套108内轴向向上运动，切刀116轴向向上运动，回到初始状态。
[0040]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天然气水合物破碎装置，其特征在于，包括: 反应Il ;所述反应Il的外壁上包裹有电加热装置；所述反应Il具有液相入口、液相出口、气相入口、气相出口及取压口 ； 搅拌破碎装置，包括固定在所述反应釜内的防水电机，与所述防水电机连接的伸缩装置，驱动所述伸缩装置伸缩的液压装置，与所述伸缩装置连接的切刀。2.根据权利要求1所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，所述防水电机的输出轴通过联轴器与所述伸缩装置连接。3.根据权利要求2所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，所述伸缩装置包括与所述联轴器连接的花键套以及套装在所述花键套内的花键轴；且所述液压装置包括与所述防水电机连接的液压缸内管，与所述液压缸内管固定连接的液压缸外管，位于所述液压缸外管内的活塞，且所述花键轴与所述活塞固定连接。4.根据权利要求2所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，还包括底板，所述底板通过支腿支撑所述反应釜。5.如权利要求3所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，所述反应釜包括筒体，固定在所述筒体顶部的平盖，以及固定在所述筒体底部的下封头；其中，所述液相出口及取压口设置在所述筒体上；所述液相入口及所述气相入口设置在所述下封头；所述气相入口设置在所述平盖上。6.如权利要求5所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，所述平盖上设置有吊环。7.如权利要求5所述的天然气水合物破碎装置，其特征在于，所述搅拌破碎装置固定在所述平盖上。8.一种利用权利要求1所述的天然气水合物破碎装置破碎天然气水合物的方法，其特征在于，该方法包括: (1)在天然气水合物合成实验结束后，关闭反应釜的液相入口、液相出口、气相入口、气相出口，确保釜内水合物处于低温高压环境中，启动反应釜外壁面缠绕的电加热装置，使反应釜内壁面上的水合物受热分解，与反应釜内壁面不再粘合，判断固态水合物与反应釜内壁面脱离后停止加热； (2)启动反应釜内的搅拌破碎装置，控制切刀下移到固态水合物表面，启动防水电机，切刀旋转切削，破碎作业开始； (3)破碎作业同时，打开反应釜底部液相入口，向反应釜内栗入水，使破碎后的水合物以浆体形式存在，同时打开反应釜的液相出口，破碎形成的水合物浆体输出。
【专利摘要】本发明提供了一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法，该天然气水合物破碎装置包括：反应釜；所述反应釜的外壁上包裹有电加热装置；所述反应釜具有液相入口、液相出口、气相入口、气相出口及取压口；搅拌破碎装置，包括固定在所述反应釜内的防水电机，与所述防水电机连接的伸缩装置，驱动所述伸缩装置伸缩的液压装置，与所述伸缩装置连接的切刀。本发明的有益效果是：提供了便于研究海洋天然气水合物的采掘的装置，为天然气水合物管输实验提供天然气水合物浆体，方便对天然气水合物进行研究。
【IPC分类】B02C18/10, B02C18/24, G01N33/00
【公开号】CN105044285
【申请号】CN201510415165
【发明人】刘艳军, 于春雨, 吴国凤, 何霞, 秦明旺, 赵广慧
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月15日