[发明专利]天然气水合物水平井开采防砂模拟试验装置

权利要求书

1.一种天然气水合物水平井开采防砂模拟试验装置，其特征在于：包括恒速恒压柱塞泵、活塞加压储砂液容器、气体稳压装置、防砂试验反应釜、固液分离装置和数据采集模块；

所述活塞加压储砂液容器为上端开口、下端封闭的筒体结构，在其开口处盖设有盖体，该活塞的杆部经盖体的穿孔伸出，该活塞的头部匹配地位于储砂液容器的内腔中，在活塞头部下方的活塞加压储砂液容器中装有混砂液，在该盖体上还开设加压孔，该加压孔与恒速恒压柱塞泵连接，通过加压孔泵入的液体驱动活塞沿着内腔向下移动给混砂液传递压力；在该内腔的底部安装有搅拌叶片，该搅拌叶片的转轴经活塞加压储砂液容器的底板孔伸出并与电磁搅拌电机连接；在活塞加压储砂液容器的底端侧壁开设有混砂液的输出口；

所述防砂试验反应釜它包括呈水平状的釜体，在该釜体内同轴设置有整流管、外防砂网管和内防砂网管，该釜体包括釜筒，在该釜筒两开口端分别密封有左釜盖、右釜盖，在该釜筒的侧壁上均匀环设数个与该釜筒的腔体相通的注入口，在该左釜盖的内侧中部设有左安装槽，在该右釜盖的内侧中部设有与该左安装槽对应的右安装槽，该内防砂网管的两端分别插固在该左、右安装槽中，该外防砂网管的两端分别设有端堵，两该端堵的中心部位设有对应的穿孔，通过两该穿孔实现该外防砂网管套固在该内防砂网管的两端，两该端堵分别抵顶在对应的左、右安装槽的槽口端面上，该外防砂网管的内侧壁与该内防砂网管的外侧壁之间形成第一环形空间，该第一环形空间中填充有挡砂介质，在该釜筒的内壁与该外防砂网的外侧壁之间设置整流管，该整流管的两端分别抵在左、右釜盖，该整流管的内壁与该外防砂网管的外壁之间形成第二环形空间，该第二环形空间用于容纳试验储层砂或仿真储层砂，该整流管的外壁与该釜筒的内壁之间形成第三环形空间，该第三环形空间用于容纳模拟天然气水合物储层气水流动特性的气、液两相流，在该右釜盖对应内防砂网管的轴线位置开设与该右安装槽连通的安装孔，该安装孔中安装有出砂管，该出砂管与该内防砂网管相通，该出砂管的出口端对应有固液分离装置；

所述混砂液的输出口、所述气体稳压装置均与所述注入口连通；在混砂液的输出口处的管路上设置阀门、流量传感器和压力传感器，在气体稳压装置的出口处的管路上设置阀门、流量传感器和压力传感器，在各所述注入口处设置阀门和压力传感器；在所述釜筒侧壁安装与第三环形空间C相通的温度传感器和压力传感器，在所述釜筒的右釜盖安装与第二环形空间B相通的压力传感器和温度传感器，在所述出砂管上设置定压开启阀门控制，所述各阀门、压力传感器和流量传感器均与所述数据采集模块控制连接。

2.根据权利要求1所述的天然气水合物水平井开采防砂模拟试验装置，其特征在于：所述混砂液是用高分子增粘剂与蒸馏水及氯化钠溶液配制成相似地层流体，相似流体的粘度与实际水平井开采天然气水合物储层的地层流体粘度、密度相同，在相似流体中加入粒度中值为9-15um的储层砂配制成含砂量为0.1％-1％的混砂液，储层砂粒径规格为40目-50目、50目-60目或40目-60目的防砂介质，防砂介质充填厚度30-50mm之间，所述反应釜的注入口和出砂管出口端的动态压差为5-10MPa、气水比保持165：1。

3.根据权利要求2所述的天然气水合物水平井开采防砂模拟试验装置，其特征在于：防砂介质的粒径规格为40目-60目，充填厚度为33-35mm，气水比保持60：1。

4.根据权利要求3所述的天然气水合物水平井开采防砂试验装置，其特征在于：所述注入口的个数至少为八个，均匀间隔环设。

5.根据权利要求1所述的天然气水合物水平井开采防砂模拟试验装置，其特征在于：所述分流罩外侧可覆盖筛网。