[发明专利]一种测量天然气水合物流动过程中密度变化的装置及方法

权利要求书

1.一种测量天然气水合物流动过程中密度变化的装置，其特征在于，包括：

驱替模块，其用于驱替均相流体以及天然气水合物流体，其中，所述天然气水合物流体包括固态天然气水合物、天然气水合物分解产物和流动介质；

介质质量/压强测量模块，其与所述驱替模块连通，以分别测量所述均相流体以及所述天然气水合物流体流经时的质量和压强；

驱替压强计量模块，其与所述驱替模块连接以测量所述驱替模块的驱替压强；

控制及数据采集模块，其用于控制所述驱替模块的驱替，并采集所述驱替模块的驱替压强信息以及所述介质质量/压强测量模块的质量信息和压强信息，以及根据所述介质质量/压强测量模块的质量信息和压强信息获得所述天然气水合物的密度-时间曲线。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述介质质量/压强测量模块包括：

实验管柱，其呈圆柱状并与所述驱替模块连通，以用于使所述均相流体或所述天然气水合物流体流动通过；

实验管柱稳定单元，其用于固定和承载所述实验管柱；以及

质量与压强测量单元，其用于测量所述均相流体或所述天然气水合物流体在流动通过所述实验管柱时的质量和压强；以及

连接软管，其密封式设置于所述实验管柱的两端以使流体流入或流出；

其中，所述质量与压强测量单元设置在所述实验管柱稳定单元下方，并且承载所述实验管柱和所述实验管柱稳定单元。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述介质质量/压强测量模块还包括流体缓冲组件，其设置于所述连接软管和所述驱替模块之间，所述流体缓冲组件包括：

流体缓冲管柱，其与所述连接软管密封式连接；

管柱固定单元，其用于固定所述流体缓冲管柱。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述驱替模块包括均相流体驱替单元和天然气水合物流体驱替单元。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括管线切换阀门，其用于切换所述驱替模块驱替所述均相流体或所述天然气水合物流体。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的装置测量天然气水合物流动过程中密度变化的方法，其特征在于，包括：

步骤1、开启均相流体驱替，到达目标驱替压强后，所述介质质量/压强测量模块测量所述实验管柱以及所述实验管柱稳定单元随时间变化的第一质量数据集和第一压强数据集，直至驱替稳定；

步骤2、停止驱替均相流体，开启天然气水合物流体驱替，在所述目标驱替压强下进行驱替，所述介质质量/压强测量模块测量所述实验管柱以及所述实验管柱稳定单元随时间变化的第二质量数据集和第二压强数据集，直至驱替稳定；以及

步骤3、控制及数据采集单元根据所述第一质量数据集、所述第一压强数据集、所述第二质量数据集和所述第二压强数据集制作天然气水合物的密度-时间曲线。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤3之前，所述方法还包括：

步骤4、开展步骤1和步骤2中的数据有效性分析。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4包括：

从所述第一质量数据集和所述第一压强数据集中确定所述均相流体驱替稳定后的第一稳定质量和第一稳定压强；

将所述第二质量数据集中的数值均减去所述第一稳定质量，获得第一质量变化数据集；将所述第二压强数据集中的数值均减去所述第一稳定压强，获得第一压强变化数据集；

根据所述第一压强变化数据集和实验管柱稳定单元底面积获取与压强变化对应的对应质量变化数据集；以及

比较第一质量变化数据集与所述对应质量变化数据集中的数值，若二者的偏差在目标阈值范围内，则确定数据有效。