的液位计L-101计量天然气水合物合成过程中的气体补气量；通过第二气体流量计F-102计量天然气水合物合成前的反应爸中的补气量;通过第二液体流量计F-202计量天然气水合物合成前液体的流量，根据所测得的流量数据可综合计算天然气水合物的储气量；
[0130]9、通过稳压缓冲罐第二排水阀V-203的排水阀，可实现天然气水合物大量快速制备过程中及天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移过程中实验回路系统压力的稳定和调节；
[0131](I)当实验气体循环回路中气体压力过高时，则需降低其回路的压力，需关闭第一截止阀V-101，打开第三截止阀V-103第十八截止阀V-301，并打开真空栗116，将稳压缓冲罐117中的气体缓慢抽出，使充气回路压力逐渐降低，当回路中压力达到实验所需压力时，依次关闭第十八截止阀V-301、真空栗116，达到降低气体循环回路压力的目的，此时，第七压力指示器P-301显示真空栗的压力值，第三压力指示器P-103、第三温度指示器T-103显示稳压缓冲罐117的压力值和温度值；同时，稳压缓冲罐117顶部开设的第二安全阀V-107起到实验过程中回路压力过载保护的作用；在实验气体循环回路中气体压力过高的情况下，还可通过开设在稳压缓冲罐底部的第二排水阀V-203将稳压缓冲罐内过量的水排出，达到降低气体循环回路压力的目的；
[0132](2)当实验气体循环回路中气体压力过低时，此时气瓶的压力低于实验所需压力，为稳定气体循环回路中的压力，需打开第三截止阀V-103、第十一截止阀V-202、第七截止阀V-201，然后打开柱塞栗112，将水箱中的水栗入稳压缓冲罐117，利用气体的可压缩性将气体循环回路中的气体压缩，使回路中的压力随着柱塞栗112栗入的液体量的逐渐增加而逐渐升高；当达到实验所需压力时，依次关闭第七截止阀V-201、柱塞栗112以及第十一截止阀V-202，达到稳定气体循环回路压力的目的，此时，第十八压力指示器P-203显示柱塞栗的压力值，第三压力指示器P-103、第三温度指示器T-103显示出稳压缓冲罐的压力值和温度值；
[0133]10、实验过程中为反应釜与稳压缓冲罐提供制冷效果的制冷机组具备制冷、制热两种功能；
[0134]11、反应釜的混合相出口 i直径大于管道直径，保证了天然气水合物浆体保真转移的畅通，并且在混合相出口 i处设有滤网1152，过滤未达到天然气水合物保真运移及管输需求粒径的天然气水合物固体块状物，并进行二次破碎，直到达到满足天然气水合物保真运移及管输所需粒径大小为止，并且达到防止堵塞管路的目的；
[0135]12、天然气水合物浆体管输特性实验管路设有调压器124，调节天然气水合物浆体管输过程中的实验压力；
[0136]13、天然气水合物浆体管输特性实验管路(水平管段、垂直管段)设有高压可视管(采用透明石英玻璃管)，还设有在线粒度测量仪及管道加热器，分别用来在线监测天然气水合物粒径大小，模拟天然气水合物开采后举升过程中海水温度梯度变化；
[0137]14、天然气水合物浆体管输特性实验管路垂直管段顶部设有排空阀V-604，用于实验前的准备阶段排空管路中的气体，垂直管段顶部还设有第一安全阀V-605，用于实验过程中紧急情况的应急处理。
[0138]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，包括:天然气水合物样品大量快速制备模块、天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块、天然气水合物浆体管输特性实验模块、数据采集与监测及安全控制模块4个模块;其中， 所述天然气水合物样品大量快速制备模块包括:气体输送管路、液体输送管路、喷淋装置、鼓泡装置、搅拌装置； 其中，所述气体输送管路用于将气瓶(118)中的气体输送至反应釜(115)中；该管路由气瓶(118)的出口通过管路与反应釜(115)底部的气体入口a连通； 所述液体输送管路用于将水箱(113)的水输送至反应釜(115)内；该液体输送管路由水箱(113)的出口通过管路与反应釜液相入口 c连通，该在连通管路上设置有柱塞栗(112); 所述喷淋装置包括:在反应釜的顶部设置有喷淋器(1151)，该喷淋器(1151)通过管路与反应釜液相入口 c连通，在该连通的管路上设置有液体循环栗(114); 所述鼓泡装置包括在反应釜(115)内的底部设置有鼓泡器(122); 所述搅拌装置在所述反应釜(115)内安装有搅拌器(119)，该搅拌器(119)的搅拌粉碎桨采用推进桨叶形式，且在桨叶下方安装有破碎牙锥； 所述天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块包括:包括天然气水合物混合相保真运移管路和水路两部分;其中，所述天然气水合物混合相保真运移管路由反应釜混合相出口 i通过管路与循环栗(121)的入口连通;所述水路由水箱(113)通过管路与循环栗(121)的入口连通，该两部分通过循环栗(121)进一步混合后与天然气水合物浆体管输特性实验模块连接； 所述天然气水合物浆体管输特性实验模块包括垂直管输回路、水平管输回路； 所述垂直管输回路包括与循环栗(121)的出口连通设置的垂直管路;所述水平管输回路包括与循环栗(121)的出口连通设置的水平管路;在所述垂直管输回路、水平管输回路上均设置有在线粒度测量仪、管道加热器及高压透明可视管； 所述数据采集与监测及安全控制模块包括计算机，以及与计算机连接的电阻率测量点C、压力测量点P、温度测量点T、液位测量点L，单相、多相流体流量计量测量点F、电机参数测量点M。2.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述气体输送管路包括用于将反应釜(115)中未反应的气体从反应釜上部的气体出口 b通过气体循环栗(111)栗出并循环栗入反应釜(115)底部的气体入口 a的气体旁路调节循环回路。3.根据权利要求2所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述气体旁路调节循环回路设置有一路用于保护气体循环栗的气体保护循环回路，该气体保护循环回路由以下部件依次连接构成:气体循环栗(111)出口、第二调节阀(CV-105)、第四压力指示器(P-104)、第四温度指示器(T-104)、第四调节阀(CV-109)、第一气体流量计(F-101)、第二压力指示器(P-102)、第二温度指示器(T-102)、气体循环栗(111)入口。4.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述喷淋装置包括一路用于保护液体循环栗(114)的保护循环回路，该保护循环回路具体由以下部件依次连接构成:液体循环栗(I 14)出口、第七调节阀(CV-208)、第七温度指示器(T-202)、第十七压力指示器(P-202)、第一液体流量计(F-201)、第九调节阀(CV-207)、第六温度指示器(T-201)、第十六压力指示器(P-201)、液体循环栗(114)入口。5.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述天然气水合物样品大量快速制备模块包括用于使反应釜(115)内部的压力处于恒定或者处于所需的压力条件下的稳压管路;该稳压管路由液相管路和气相管路2部分构成； 其中，液相管路由水箱(I13)、柱塞栗(I12)、稳压缓冲罐(117)底部的液相入口d、液相出口 h、第二排水阀(V-203)通过管路依次连接构成； 所述气相管路由气瓶(118)的出口、稳压缓冲罐(117)上部的气相入口f、稳压缓冲罐(117)的气相出口 g、反应釜(115)底部的气体入口 a通过管路依次连接构成。6.根据权利要求5所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，在所述稳压缓冲罐(117)上还连接有真空栗(116)。7.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述天然气水合物混合相保真运移管路还包括设置在反应釜混合相出口 i的滤网(1152)。8.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块还包括一路压力平衡检测管路，该管路用于保证在天然气水合物混合相与水在混合之前，天然气水合物混合相保真运移管路和水路内管道压力保持一致； 该压力平衡检测管路由稳压缓冲罐(117)的出口 e与天然气水合物混合相保真运移管路和水路的交叉连接点连通构成。9.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，所述天然气水合物浆体管输特性实验模块还包括一路用于保护垂直管输回路和水平管输回路的保护管路，该管路由以下部件依次连接构成: 循环栗(121)出口、第十九压力指示器(P-609)、第十三调节阀(CV-601)、第十一调节阀(CV-602)、第三液体流量计(F-601)、调压器(124)、循环栗(121)入口。10.根据权利要求1所述的海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，在所述水平管输回路与垂直管输回路的交叉点上还连接有三相分离器。
【专利摘要】本发明提供一种海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，包括：天然气水合物样品大量快速制备模块、天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块、天然气水合物浆体管输特性实验模块、数据采集与监测及安全控制模块4个模块。本发明提供的天然气水合物实验回路装置，可用于天然气水合物的合成、分解、储气率、相平衡研究及管输流动阻力、传热特性研究，对于解决天然气管输过程中的堵塞问题，天然气水合物储运，海洋天然气水合物固态流化开采及其管输实验模拟具有重要意义。
【IPC分类】G01N33/22
【公开号】CN105717271
【申请号】CN201610139992
【发明人】刘艳军, 江磊磊, 董孟阳, 王恺钊, 田培均, 黄志强, 赵金洲
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年3月11日