[发明专利]一种天然气水合物固态流化开采中相含量分析装置及方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物固态流化开采中相含量分析装置及方法，浆体注入管下方设置有上连接管，上连接管的下方设置有上连接法兰，上连接法兰下方设置有上电动阀门，上电动阀门下方设置有上筒体连接法兰，上筒体连接法兰下方设置有有机透明玻璃管，有机透明玻璃管外侧壁上套有金属保护筒体，金属保护筒体中部设置有可视窗口，可视窗口的正前方设置有摄像机，有机透明玻璃的下端设置有下筒体连接法兰，下连接法兰的中部下方设置有下连接管，下连接管的下方设置有浆体回收管。本发明的有益效果是：能够全自动化在线精确测定管道内天然气水合物浆体在设定压力、温度及流速条件下的气、液、固各相相含量。

技术领域

本发明涉及一种在海洋天然气水合物固态流化开采模拟实验过程，特别是一种天然气水合物固态流化开采中相含量分析装置及方法。

背景技术

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，是一种高密度、高热值的非常规能源，水合物主要分布在陆地永久冻土区和海洋深水环境，总量达到7.6×10¹⁸ m³，碳含量相当于全球已探明化石能源（包括煤、石油和常规天然气等）含碳总量的 2 倍，其中海洋天然气水合资源量约为陆地冻土带资源量的一百倍，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。

目前天然气水合物开采方式包括降压法、注热法、注化学试剂法及固态流化开采方法等，其中，固态流化开采是有望解决世界海洋浅层非成岩水合物合理开发科技创新前沿领域和革命性技术之一。固态流化开采的技术思路是：利用水合物在海底温度和压力相对稳定的条件下，采用采掘装置以固态形式开发水合物矿体，将含有水合物的沉积物粉碎成细小颗粒后，再与海水混合，采用封闭管道输送至海洋平台，尔后将其在海上平台进行后期处理和加工。随着天然气水合物固态流化开采相关研究地深入，与之配套实验装置的研发显得尤为重要。在固态流化开采模拟实验过程中，天然气水合物浆体在管道流动过程中随着温度、压力的改变导致水合物浆体的相含量随之发生改变，因此，在固态流化开采模拟实验过程中，在线监测天然气水合物浆体的相含量是研究天然气水合物浆体相态变化、浆体内水合物颗粒分解速率等与流动速度、温度、压力之间的关系的重要手段，但现有装置中暂无有效在线监测含气、液、固（大颗粒）三相的相态变化的装置。迫切需要本发明通过在线取样的方式对管道内各种介质的相含量进行精准测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种天然气水合物固态流化开采中相含量分析装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种天然气水合物固态流化开采中相含量分析装置及方法，包括浆体注入管道、上连接管、上连接法兰、上电动阀门、上筒体连接法兰、有机透明玻璃管、下筒体连接法兰、下电动阀门、下连接法兰、下连接管、浆体回收管线、摄像机、计算机、控制电柜、压力变送器和温度变送器，浆体注入管下方设置有上连接管且浆体注入管与上连接管呈90度夹角，上连接管的下方设置有上连接法兰，上连接法兰下方设置有上电动阀门，上连接法兰通过螺栓a与上电动阀门的顶部连接，上电动阀门下方设置有上筒体连接法兰，上筒体连接法兰通过螺栓b与上电动阀门的底部连接，上筒体连接法兰下方设置有有机透明玻璃管，有机透明玻璃管外侧壁上套有金属保护筒体，金属保护筒体中部设置有可视窗口，可视窗口的正前方设置有摄像机，摄像机通过摄像机与计算机连接线与计算机连接，有机透明玻璃的下端设置有下筒体连接法兰，下筒体连接法兰的底部通过螺栓c与下电动阀门的顶部连接，下电动阀门通过螺栓d与下连接法兰顶部相连，下连接法兰的中部下方设置有下连接管，下连接管的下方设置有浆体回收管，且浆体回收管与下连接管呈90度夹角，上筒体连接法兰右侧壁上设置有温度变送器，温度变送器通过温度变送器连接线与控制电柜连接，上筒体连接法兰的左侧壁上设置有压力变送器，压力变送器通过压力变送器连接线与控制电柜连接，上电动阀门和下电动阀门分别通过上电动阀门连接线和下电动阀门连接线与控制电柜连接，控制电柜通过控制电柜与计算机连接线与计算机连接。