[发明专利]一种新型成岩类天然气水合物的制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种新型成岩类天然气水合物的制备装置，包括水槽、天然气气瓶、真空泵、冷水存储罐、围压泵和天然气水合物合成装置，其特征在于，所述水槽、进水管、冷水预冷系统a、注水泵、高压雾化器顺次连接；

所述天然气气瓶、进气管、预冷系统b、气体增压泵、高压雾化器顺次连接，所述气体增压泵与高压雾化器连通的管道上安装有压力传感器；

高压雾化器设置于天然气水合物合成装置中的合成反应器上部；真空泵通过管道与高压雾化器相连通；

天然气水合物合成装置中的合成反应器内部设有围压套管，围压套管与围压泵连通；

所述天然气水合物合成装置的壳体内设有空腔，所述空腔内充满冷却用的循环水，冷水储水罐中、预冷系统、冷水循环泵顺次连接，冷水循环泵最后与所述空腔入口连通，所述预冷系统和冷水循环泵之间的管道上安装有温度计，并且空腔的出口端与冷水储水罐的入口端连通，使空腔内循环有冷却用的循环水；

天然气水合物合成装置盖上设有的固定螺母与水合物合成装置的四角设有的螺孔对应，并且合成反应器螺纹盖分别与合成反应器相配合；合成反应器的螺纹盖的长度＜合成反应器的长度。

2.根据权利要求1所述一种新型成岩类天然气水合物的制备装置，其特征在于，所述高压雾化器为多个，每个高压雾化器对应1个合成反应器，且每个合成反应器内设1个围压套管，围压套管的形状根据实验需要设计。

3.根据权利要求1所述一种新型成岩类天然气水合物的制备装置，其特征在于，合成操作前，所述合成装置内放置有一定量砂砾。

4.根据权利要求1所述一种新型成岩类天然气水合物的制备装置，其特征在于，每个高压雾化器分别对应1个真空泵。

5.根据权利要求1所述的一种新型成岩类天然气水合物的制备装置，其特征在于，所述围压套管具有良好的抗压能力、弹性和耐磨性，选用全氟橡胶或者丁腈橡胶为原材料制作。

6.一种新型成岩类天然气水合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、在天然气水合物合成装置内的合成反应器内加入一定量的砂砾，砂砾的成分可根据需要模拟的实际地层来进行选择；

b、将天然气水合物合成装置盖安装到天然气水合物合成装置上，并将四角的螺母固定；

c、将天然气水合物合成装置盖上的合成反应器螺纹盖安装到合成反应器上；

d、使用真空泵对天然气水合物合成装置中的合成反应器抽真空，排空合成反应器内的空气；

e、打开冷水循环泵，使冷水存储罐中冷水依次通过预冷系统，进入到天然气水合物合成装置的壳体空腔中，对天然气水合物合成装置进行降温处理，且冷水存储罐中的冷水的温度可以通过预冷系统设定，根据实际需要进行调节，并通过温度计进行测量；

f、打开注水泵，使水槽中的水依次通过进水管、预冷系统、高压雾化器后进入到天然气水合物合成装置中的合成反应器中，与原有砂砾充分混合；

g、设置气体增压泵的压力，待天然气气瓶中的天然气依次通过进气管、预冷系统，气体增压泵，在气体增压泵内进行增压，并利用压力传感器检测压力值，增压后的天然气通过高压雾化器，送入天然气水合物合成装置中的合成反应器内，且气体增压泵的压力可以根据实际需要进行调节，并通过压力传感器进行测量；

h、待充分反应形成成岩类天然气水合物后，打开围压泵，给天然气水合物合成装置中的合成反应器内部设有围压套管增加围压，可形成设定形状成岩类天然气水合物，且围压泵的压力可以根据实际需要进行调节；

i、关闭注水泵和气体增压泵，打开固定螺母与合成反应器螺纹盖，即可取出设定形状的成岩类天然气水合物。

7.根据权利要求6所述一种新型成岩类天然气水合物的制备方法，其特征在于，所述的合成反应器螺纹盖通过螺纹安装在天然气水合物合成装置盖上，并且在连接处设有密封圈。

8.根据权利要求6所述一种新型成岩类天然气水合物的制备方法，其特征在于，所述的天然气水合物合成装置外设有保温材料。

9.根据权利要求6所述一种新型成岩类天然气水合物的制备方法，其特征在于，所述围压套管的形状为圆柱状、正方体状、长方体状中的任意一种。